Wirkungsgrad

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Wirkungsgrad
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Energie Thermodynamik

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur in andere Energieformen umgewandelt werden, s. Thermodynamik.

Unter dem Wirkungsgrad (Formelzeichen: η, griechischer Buchstabe "Eta") versteht man das Verhältnis zwischen nutzbarer Arbeit W und zugeführter Energie Ezu. Die Nutzarbeit W entspricht vom Betrag der abgeführten Energie Eab. Zusammengefasst als Formel:

   Eab  
  η  =  ────  
   Ezu  
entsprechend als Verhältnis der Leistung:
   Pab  
  η  =  ────  
   Pzu  

Da bei Energieumwandlungsvorgängen keine vollständige Umwandlung in lediglich die gewünschte Energieform erreicht wird, sondern dem betrachteten System ein Teil unerwünscht z. B. in Form von Wärmeenergie nach außen entweicht, liegt der Wirkungsgrad immer unter 1 bzw. 100%.

Beispiele:

  • Ein Otto-Motor wandelt die über den Kraftstoff zugeführte chemische Energie nicht nur in nutzbare Bewegungsenergie, sondern zum größten Teil in nicht nutzbare Wärmeenergie um, die über die Motorkühlung an die Umgebungsluft abgegeben wird. Dieser "Verlust" reduziert den Wirkungsgrad auf lediglich 30%, also 0,3.
  • "Die gute alte" Glühlampe erreicht einen W. von lediglich 5%, also η ≈ 0,05.

Weblinks

Übungsaufgabe

Ein Elektromotor liefert eine Leistung von 1,8 kW. Dem Motor ist ein Getriebe nachgeschaltet. Berechne die abgegebene Leistung an der Getriebeausgangswelle, wenn der Wirkungsgrad der Untersetzung a) η = 0,9025 bzw. b) η = 0,65 beträgt.