Введите полезную и затраченную работу (или мощности) — калькулятор посчитает КПД в процентах и покажет, сколько энергии ушло в потери.
Разбор формулы и теория
Коэффициент полезного действия показывает, какая доля затраченной энергии пошла на дело, а какая рассеялась. КПД всегда меньше 100 процентов: часть энергии неизбежно уходит на трение, нагрев, деформацию, сопротивление воздуха. Вечный двигатель невозможен именно потому, что для КПД больше 100% энергия должна была бы браться из ниоткуда. В задачах по механике КПД считают для простых механизмов. Например, для наклонной плоскости полезная работа — это подъём груза m·g·h, а затраченная — работа силы тяги вдоль склона F·L; разница уходит на трение. Для рычага и блока идеальный КПД равен 100%, а реальный снижают трение в оси и вес самого механизма. Формула работает и через мощности: η = N_п/N_з, и через энергии. Полезные ориентиры: КПД электродвигателя 85–95%, ДВС 25–40%, паровоза около 8%, лампы накаливания около 5%, солнечной панели 15–22%.
Частые вопросы
Может ли КПД быть больше 100%?
Нет. Это противоречило бы закону сохранения энергии: получилось бы, что механизм отдаёт больше энергии, чем получил. Если в задаче вышло больше 100%, ищите ошибку в том, что вы назвали полезной работой.
Как найти КПД наклонной плоскости?
η = m·g·h / (F·L) · 100%, где h — высота подъёма, F — сила тяги вдоль склона, L — длина склона. Потери определяются трением.
Как посчитать КПД через мощность?
Так же, как через работу: η = N_полезная/N_затраченная · 100%. Формула не меняется, потому что мощности делятся на одно и то же время.
Куда девается «потерянная» энергия?
Она не исчезает, а переходит во внутреннюю энергию: нагревает детали, поверхность, воздух. Закон сохранения энергии выполняется всегда, просто эта часть энергии для нас бесполезна.