以下是常见领域中效率的计算公式分类整理,结合了机械效率、热效率、电源效率等多种类型:
一、机械效率相关公式
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通用机械效率公式 $$\eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} \times 100% = \frac{输出功}{输入功} \times 100%$$
其中:
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$W_{\text{有用}}$:机械输出的有用功(如提升重物的重力势能)
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$W_{\text{总}}$:机械输入的总功(如克服重力、摩擦等)
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滑轮组机械效率
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不计绳重及摩擦: $$\eta = \frac{Gh}{Gh + G_{\text{动}}h} = \frac{G}{G + G_{\text{动}}}$$
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计算公式: $$\eta = \frac{G}{G + G_{\text{动}}} \times 100%$$
其中 $G$ 为物重,$G_{\text{动}}$ 为动滑轮重力
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杠杆机械效率 $$\eta = \frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{总}}} = \frac{Gh}{Fs}$$
其中 $F$ 为动力,$s$ 为动力作用点移动距离
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斜面机械效率 $$\eta = \frac{Gh}{Gh + fL} = \frac{G}{G + \frac{fL}{h}}$$
其中 $f$ 为摩擦力,$L$ 为斜面长度
二、热效率相关公式
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热机热效率
$$\eta = \frac{W_{\text{有用}}}{Q_{\text{总}}} \times 100% = \frac{输出热量}{输入热量} \times 100%$$其中 $W_{\text{有用}}$ 为机械能(如机械功),$Q_{\text{总}}$ 为燃料完全燃烧放出的热量
三、电源效率相关公式
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功效率
$$\eta = \frac{P_{\text{输出}}}{P_{\text{输入}}} \times 100%$$其中 $P_{\text{输出}}$ 为电源输出功率,$P_{\text{输入}}$ 为输入电功率
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宽频功效率 $$\eta = \frac{W_{\text{输出}}}{W_{\text{输入}}} = \frac{P_{\text{输出}} \cdot t}{P_{\text{输入}} \cdot t} = \frac{P_{\text{输出}}}{P_{\text{输入}}} \times 100%$$
其中 $t$ 为时间
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恒定电压效率 $$\eta = \frac{P_{\text{输出}}}{P_{\text{输入}}} \times 100% = \frac{V_{\text{输出}} \cdot I_{\text{输出}}}{V_{\text{输入}} \cdot I_{\text{输入}}} \times 100%$$
其中 $V$ 为电压,$I$ 为电流
四、其他常见效率公式
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出勤率
$$\eta = \frac{\text{出勤人数}}{\text{总人数}} \times 100%$$适用于人员管理的场景
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出粉率
$$\eta = \frac{\text{面粉重量}}{\text{小麦重量}} \times 100%$$用于衡量加工效率
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出油率
$$\eta = \frac{\text{油重}}{\text{作物重量}} \times 100%$$适用于油脂提取等工艺
注意事项
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公式中的符号需注意单位统一,例如功率单位为瓦特(W),能量单位为焦耳(J)
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实际应用中需结合具体场景选择适用公式,如滑轮组效率需考虑绳重和摩擦
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效率计算结果通常小于100%,表示存在能量损耗