Wirkungsgrad Rechner
Mit diesem Wirkungsgrad Rechner können Sie den Wirkungsgrad berechnen, also den Wirkungsgrad einer Maschine oder eines Prozesses in Prozent aus Nutzleistung und zugeführter Leistung. Geben Sie beide Werte ein, und der Rechner liefert Wirkungsgrad und Verlust. Er wendet die Formel für Energie, Arbeit und Leistung an und deckt damit Physik-, Elektro- und Maschinenaufgaben ab.
Ergebnisse
Der Wirkungsgrad Rechner gehört zu unserer Sammlung Maschinenelemente Rechner. Entdecken Sie weitere Maschinenelemente Rechner, um passend zu diesem Werkzeug zu dimensionieren, umzurechnen und Ihre Ergebnisse zu prüfen.
Warum Sie den Wirkungsgrad berechnen
Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel des Eingesetzten als nutzbare Arbeit herauskommt, ausgedrückt in Prozent. Der Rechner teilt den Nutzen durch den Aufwand, multipliziert mit 100 und zeigt den Verlust. Ob Energie, Arbeit oder Leistung einer Maschine, das Verhältnis ist dasselbe.
Die Formel, um den Wirkungsgrad zu berechnen
Die Formel teilt den Nutzen durch den Aufwand:
Nutzen und Aufwand haben dieselbe Einheit, das Ergebnis liegt also zwischen 0 und 100 Prozent. Keine reale Maschine erreicht 100 Prozent, denn ein Teil der Energie geht immer als Wärme, Schall oder Reibung verloren. Die Formel ist dieselbe, ob es um Energie, Arbeit oder Leistung geht.
Beispiel: Wirkungsgrad berechnen
Ein Motor gibt 750 W Nutzleistung ab und nimmt 1000 W auf:
Der Verlust beträgt 250 W und wird zu Wärme. Ändern Sie einen Wert, und der Rechner passt den Prozentwert sofort an.
So können Sie den Wirkungsgrad berechnen
Geben Sie Nutzen und Aufwand in derselben Einheit ein, und der Rechner liefert den Wirkungsgrad in Prozent und den Verlust. Beide Werte können Energie in Joule, Leistung in Watt oder Arbeit in jeder einheitlichen Einheit sein. Da beide dieselbe Einheit haben, kürzt sie sich, und das Ergebnis ist eine reine Prozentzahl.
Den berechneten Wirkungsgrad richtig deuten
Der Wirkungsgrad zeigt, wie viel des Aufwands nützliche Arbeit leistet; der Rest ist Verlust. Ein höherer Wert bedeutet weniger Verschwendung und geringere Betriebskosten. Der Wirkungsgrad kann nie über 100 Prozent liegen, ein höherer Wert bedeutet einen Eingabefehler. Nutzen Sie den Verlust, um zu sehen, wie viel Energie sich zurückzugewinnen lohnt, denn Verluste zu senken ist oft günstiger als mehr Energie zuzuführen.
Wann Sie den Wirkungsgrad berechnen
- Einen Motor oder eine Maschine bewerten
- Den Verlust in einem elektrischen System ermitteln
- Eine Physikaufgabe mit Arbeit oder Energie lösen
- Zwei Konstruktionen nach ihrem Wirkungsgrad vergleichen
Häufige Fehler, wenn Sie den Wirkungsgrad berechnen
- Verschiedene Einheiten. Nutzen und Aufwand brauchen dieselbe Einheit, sonst ist der Prozentwert sinnlos.
- Nutzen und Aufwand vertauschen. Der Nutzen steht oben; vertauscht ergibt sich ein Wert über 100 Prozent.
- Stufen ignorieren. Der Gesamtwirkungsgrad ist das Produkt der Stufen, nicht der Mittelwert.
Tipps, um den Wirkungsgrad zu berechnen
- Halten Sie Nutzen und Aufwand in derselben Einheit.
- Multiplizieren Sie die Wirkungsgrade der Stufen für den Gesamtwert.
- Gehen Sie zuerst den größten Verlust an, um ein System zu verbessern.
Wirkungsgrad bei mechanischer Arbeit
Der Wirkungsgrad bei Arbeit vergleicht die nützliche Arbeit einer Maschine mit der zugeführten Arbeit, mit demselben Verhältnis wie überall sonst. Ein Hebel, ein Flaschenzug oder ein Getriebe kann Kraft vervielfachen, erzeugt aber nie Energie, die abgegebene Arbeit ist wegen der Reibung also immer etwas kleiner als die zugeführte. Diese Lücke ist der Verlust. Der Rechner macht daraus einen Prozentwert, damit Sie einen rostigen Flaschenzug mit einem gut geschmierten oder einen alten Motor mit einem neuen vergleichen können. Je höher der Wert, desto weniger Arbeit geht dafür verloren, die Maschine selbst statt der Last zu bewegen.
Elektrischer Wirkungsgrad und Gesamtwirkungsgrad
Der elektrische Wirkungsgrad ist das Verhältnis von abgegebener zu aufgenommener elektrischer Leistung. Ein Netzteil mit 90 Prozent macht aus 100 Watt 90 Watt Nutzleistung und verliert 10 als Wärme, deshalb bleiben effiziente Netzteile kühler. Bei Elektromotoren ordnen die Effizienzklassen IE1 bis IE4 nach IEC 60034-30-1 den Wirkungsgrad ein. Dieselbe Regel gilt über alle Stufen: Kraftwerk, Transformator und Motor haben je einen eigenen Wirkungsgrad, und der Gesamtwirkungsgrad ist ihr Produkt, nicht ihr Mittelwert. Die verlorene Energie wird zu Wärme, die abgeführt werden muss; wie viel, ermittelt der Wärmeübertragung Rechner.
Tabelle: Wirkungsgrad und Verlust
Wirkungsgrad und Verlust für mehrere Paare aus Nutzen und Aufwand:
| Nutzen | Aufwand | Wirkungsgrad | Verlust |
|---|---|---|---|
| 750 | 1000 | 75 % | 250 |
| 900 | 1000 | 90 % | 100 |
| 400 | 500 | 80 % | 100 |
| 950 | 1000 | 95 % | 50 |
Häufige Fragen zum Wirkungsgrad Rechner
Wie lautet die Formel für den Wirkungsgrad?
Wirkungsgrad = (Nutzen ÷ Aufwand) × 100 Prozent. Der Rechner wendet sie mit Nutzen und Aufwand in derselben Einheit an.
Kann der Wirkungsgrad über 100 Prozent liegen?
Nein. Ein Teil der Energie geht immer verloren, der Wirkungsgrad liegt also unter 100 Prozent. Ein höherer Wert bedeutet, dass Nutzen oder Aufwand falsch eingegeben wurden.
Wie berechne ich den Wirkungsgrad bei Arbeit?
Mit demselben Verhältnis: abgegebene Nutzarbeit geteilt durch zugeführte Arbeit mal 100. Das Ergebnis ist eine Prozentzahl wie bei jedem Wirkungsgrad.
Funktioniert er für den elektrischen Wirkungsgrad?
Ja. Geben Sie abgegebene und aufgenommene Leistung in Watt ein. Die Formel ist dasselbe Verhältnis von Nutzen zu Aufwand.