بازده - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
1 - بازده چیست؟
هر وسیله ای که کار انجام می دهد نیاز به انرژی ورودی دارد. بخشی از انرژی به کار مفید تیدیل می شود و بقیه هدر می رود. بازده مشخص می کند چند در صد انرژی به انرژی مفید تبدیل می شود.
نسبت انرژی مفید خروجی به انرژی کل ورودی یک وسیله را بازده آن وسیله می گویند.
- در تعریف بالا، گاهی ممکن است به جای کلمه انرژی، از کلمه کار یا توان نیز استفاده شود. مثلا نسبت توان خروجی به ورودی.
- بازده یکا ندارد و به صورت درصد بیان می شود.
- در دنیای واقعی، بازده هر وسیله، کمتر از 100 درصد است. یعنی کسر بیان شده از 1 کوچکتر است. در واقع صورت کسر از مخرج آن کوچکتر است. علت این است که کمیت خروجی نمی تواند از ورودی بیشتر باشد. به عبارت دیگر در هر صورت، بخشی از انرژی هدر می رود.
- بازده نمی تواند یک عدد منفی باشد.
- به بازده راندمان یا کارایی نیز گفته می شود.
اگر جسمی با جرم m را به اندازه h بالا ببریم اندازه کار نیروی وزن برابر mgh است. و اگر جسم را با سرعت ثابت بالا بریم کار نیروی بالا بر نیز همان mgh است( در فرمول توان و بازده نیاز نیست نگران علامت کار باشیم).
در شکل روبرو، توان پمپ 4 کیلووات است. این پمپ، در مدت 4 ثانیه، مقدار 80 کیلوگرم آب را از یک چاه به عمق 12 متر بالا می آورد.
- انرژی ورودی در این مدت چند ژول است؟
- کار مفید در این مدت چند ژول است؟
- بازده پمپ راحساب کنید.
- در درس قبل مشاهده کردید که برای محاسبه انرژی، می توان زمان را در توان ضرب کرد.
- برای محاسبه کار مفید از نکته قبل استفاده کردیم.
- به کمک دو قسمت قبل بازده را حساب می کنیم.
توجه: اگر یک وسیله بالابر( پمپ یا آسانسور و ...) با توان p، جسمی با جرم m را در مدت t به ارتفاع h ببرد بازده آن با رابطه روبرو به دست می آید( مثال قبل را با همین فرمول حل کنید).
یک مولد برق، در مسیر جریان آب نصب شده است. در مدت 1 دقیقه مقدار 400 کیلوگرم آب از ارتفاع 20 متری روی آن می ریزد تا سبب چرخش آن شود. این مولد برق 1 کیلووات تولید می کند.- انرژی ورودی در این مدت چند ژول است؟
- انرژی مفید در این مدت چند ژول است؟
- بازده این مولد را حساب کنید.
- انرژی ورودی این مولد از انرژی پتانسیل گرانشی آب تامین می شود که برابر mgh است.
- انرژی خروجی مفید را از توان مولد به دست می آوریم یعنی E = pt .
- به کمک دو قسمت قبل، بازده را به راحتی حساب می کنیم.
توجه: اگر یک مولد برق با توان تولیدی p در مسیر جریان آب باشد، و در مدت t مقدار آب با جرم m از ارتفاع h روی آن بریزد بازده آن، با رابطه روبرو به دست می آید( مثال قبل را با همین فرمول حل کنید).
2 - جمع بندی فرمول ها برای جلوگیری از اشتباه
به دو مثال قبل دقت کنید. این دو مثال معمولا باعث اشتباه می شوند. زیرا مراحل حل آنها برعکس هم است. به همین دلیل لازم است به این موضوع بیشتر توجه کنیم. در واقع مفاهیمی که باعث اشتباه می شوند اگر در کنار هم قرار دهیم و باهم مقایسه کنیم، تفاوت آنها را بهتر متوجه می شویم.
- در حالت پمپ یا بالابر یا آسانسور: انرژی ورودی از برق تامین می شود E = pt و انرژی خروجی به صورت انرژی پنانسل گرانشی mgh در می آید.
- در حالت مولد برق: انرژی ورودی از انرژی پتانسیل گرانشی mgh تامین می شود و انرژی خروجی همان برق تولیدی E = pt است.
بخش نظرات
به نظر من این فرمول بهترین سریعترین فرمول برای محاسبه ی بازده است خیلی خوشحالم که همیشه یه راه آسونسریع وجود داره... ♡