Lý thuyết Vật lí 10 Bài 27: Hiệu suất

Trong thực tế đời sống và sản xuất công nghiệp, không có một máy móc nào có thể chuyển hóa 100% năng lượng cung cấp thành dạng năng lượng mong muốn.

Năng lượng toàn phần ($A_{tp}$) cung cấp cho thiết bị luôn được phân chia thành hai phần:

• Năng lượng có ích ($A_{ci}$): Là phần năng lượng thực hiện đúng mục đích sử dụng mong muốn của con người (Ví dụ: điện năng biến thành quang năng trong bóng đèn chiếu sáng; điện năng biến thành cơ năng quay cánh quạt).
• Năng lượng hao phí ($A_{hp}$): Là phần năng lượng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác không phục vụ mục đích sử dụng chính, chủ yếu thất thoát dưới dạng nhiệt năng tản ra môi trường hoặc âm thanh tiếng ồn (Ví dụ: bóng đèn bị nóng lên, quạt điện ấm lên sau khi chạy).

1. Công thức tính hiệu suất

Hiệu suất ($H$) là đại lượng đặc trưng cho mức độ sử dụng năng lượng hiệu quả của máy móc hoặc một quá trình, được tính bằng tỉ số phần trăm giữa năng lượng có ích và năng lượng toàn phần:

Hoặc tính theo tỉ số giữa công suất có ích và công suất toàn phần:

2. Các biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu suất

• Giảm ma sát cơ học: Thường xuyên bảo dưỡng tra dầu mỡ, sử dụng các vòng bi và vật liệu hợp kim tự bôi trơn chất lượng cao.
• Tối ưu hóa thiết kế khí động học: Thiết kế vỏ phương tiện thuôn gọn hình giọt nước để giảm tối đa lực cản không khí.
• Chuyển đổi công nghệ xanh: Thay thế bóng đèn sợi đốt truyền thống bằng bóng đèn LED; chuyển đổi xe chạy động cơ đốt trong sang xe thuần điện (EV).
• Tận dụng nhiệt thừa: Lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt từ khí thải nhà máy để sưởi ấm hoặc phát điện phụ trợ.