Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.3: Збереження енергії

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29402

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Енергозбереження є однією з найбільш фундаментальних ідей у всій науці та техніці. Енергія може бути перетворена з однієї форми в іншу. Наприклад, кінетична енергія рухомого кулі може бути перетворена в тепло за допомогою тертя, або вона може бути перетворена в потенційну енергію, якщо куля котиться пагорбом. Однак енергія не може бути створена або знищена. Ідея енергозбереження буде вважатися аксіомою, і вона не буде ставитися під сумнів протягом всієї цієї книги. Іноді люди використовують дещо вільну мову при описі перетворення енергії. Наприклад, можна сказати, що енергія втрачається на тертя, коли рухомий блок ковзає по столу або коли електрика протікає через резистор. В обох випадках енергія не втрачається, а перетворюється на тепло. Термоелектричні пристрої та піроелектричні пристрої можуть перетворювати перепад температур назад в електрику. Хтось може сказати, що енергія виробляється вугільною електростанцією. Це словосполучення означає, що хімічна енергія, що зберігається у вугіллі, перетворюється в електричну енергію. Коли акумулятор заряджається, електрична енергія перетворюється назад в хімічну енергію. Ця неточна мова іноді буде використовуватися в тексті, але у всіх випадках передбачається енергозбереження. Хоча це може здатися абстрактним теоретичним законом, енергозбереження регулярно використовується конструкторами схем, інженерами-механіками моделювання механізмів, будівельниками, що проектують трубні системи, та іншими типами інженерів.

    Ефективність пристрою перетворення енергії\(\eta_{eff}\), визначається як вихідна потужність потрібного типу енергії над вхідною потужністю.

    \[\eta_{eff} =\frac{P_{out}}{P_{in}} \nonumber \]

    Ефективність може бути записана як частка, так і відсоток. Наприклад, якщо ми говоримо, що пристрій перетворення енергії є ефективним на 75%, ми маємо на увазі, що 75% енергії перетворюється з першої форми в другу, тоді як залишилася енергія або залишається в першій формі, або перетворюється в інші небажані форми енергії. Пристрої перетворення енергії рідко є 100% ефективними, а деякі комерційні пристрої перетворення енергії ефективні лише на кілька відсотків. Існують численні пов'язані заходи ефективності, коли вхідна та вихідна потужності вибираються дещо по-різному. Щоб точно порівняти показники ефективності пристроїв, слід використовувати узгоджену вхідну та вихідну потужність.