Hlavní strana » MECHANIKA » MECHANICKÁ PRÁCE A MECHANICKÁ ENERGIE » Výkon, příkon, účinnost
« »

Výkon, příkon, účinnost

V praxi existuje celá řada činností, kterou již místo lidí mohou dělat stroje. Je to pro nás výhodnější i z toho důvodu, že stroj zvládne zadanou práci (většinou) dříve než člověk. Abychom mohli posoudit, jak rychle se práce koná, zavádí se fyzikální veličina výkon.

Průměrný výkon je podíl práce a doby , za kterou se daná práce vykonala: ; (watt).

Práci, kterou vykoná stroj pracující s výkonem za dobu t, lze psát ve tvaru . Z tohoto vztahu vyplývá, že jako jednotku práce je možné použít wattsekundu, přičemž platí: . S touto jednotkou a jejími násobky se setkáváme v praxi - např. v energetice při měření spotřeby elektrické energie se běžně používá kilowatthodina. Platí převodní vztah .

Faktura za spotřebovanou elektrickou energii se platí právě na základě spotřeby udávané v kilowatthodinách. Z fyzikálního hlediska je spotřeba energií, kterou elektrárna dodala do domácnosti (firmy, …).

Koná-li stroj práci nerovnoměrně, lze určit okamžitý výkon jako podíl práce vykonané za dobu a této doby: .

Tento vztah lze u pohybujících se těles (např. automobilů, …) upravit dále. Nechť se těleso pohybuje po přímce účinkem stálé síly , která má směr trajektorie tělesa. Za dobu urazí těleso dráhu , kde v je velikost okamžité rychlosti tělesa. Potom okamžitý výkon lze vyjádřit vztahem .

Rozdíl mezi okamžitým a průměrným výkonem je totožný jako rozdíl mezi okamžitou rychlostí a průměrnou rychlostí.

Při činnosti strojů se přeměňuje energie z jedné formy na jinou, nebo se energie přenáší z jednoho tělesa na druhé. Stroj pak koná práci odpovídající této přeměněné (resp. přenesené) energii. V praxi ale dochází k tomu, že část energie se mění na nevyužitelnou formu energie (např. vlivem tření se část mechanické energie mění na vnitřní energii, …).

Podíl této energie dodané stroji za dobu a této doby je příkon stroje: .

Pro porovnání výkonnosti různých strojů je dobré zavést další fyzikální veličinu - účinnost:

Podíl výkonu a příkonu je účinnost stroje: ; . Účinnost se běžně vyjadřuje v procentech.

Podle schématu na obr. 63 mohou nastat tyto případy:

1. - reálný stroj pracující se ztrátami

2. - ideální stroj pracující beze ztrát

3. - perpetum mobile I. druhu

Obr. 63

Perpetum mobile I. druhu je stroj, který by vykonal větší práci, než je energie jemu dodaná.

Tento stroj podle současného fyzikálního poznání světa neexistuje.

Multimedialní obsah

Audio č.1 [2.29 MB] [Uložit] auto na kopci [259.14 kB] [Uložit]
vlak na kopci [188.01 kB] [Uložit] vykon cerpadla [111.5 kB] [Uložit]