8.2 Der Wirkungsgrad

8.2.1 Definition des Wirkungsgrades

Elektrische Energie wird in vielen Fällen in andere Energieformen umgewandelt, z.B. in mechanische Energie bei Motoren oder in Licht bei Glühlampen. Es kann aber auch eine Umformung von elektrischer Energie in elektrische Energie anderer Form (z.B. beim Gleichrichter von Wechselspannung in Gleichspannung) oder gleicher Form (beim Transformator) erfolgen. Diese Energieumwandlung funktioniert in der Praxis jedoch nicht ideal sondern es treten Verluste in Form einer Wärmeenergie EV auf.

Bei der Umwandlung von Energie treten Verluste auf.

Setzt man nun die abgegebene Energie Eab und die zugeführte Energie Ezu ins Verhältnis, dann erhält man eine Aussage über den Grad der Nutzung oder die Wirksamkeit der Energieumwandlung. Man spricht vom Wirkungsgrad η (efficiency):

8.2.2 Wirkungsgrad der Arbeit und der Leistung

8.2.2.1 Wirkungsgrad der Arbeit

In der Praxis wird häufiger der Wirkungsgrad der Arbeit angegeben. Da Energie aufgewendet werden muss, um Arbeit zu verrichten, gelten dieselben Zusammenhänge wie bei der Energie.

8.2.2.2 Wirkungsgrad der Leistung

Da die Leistung gleich Arbeit je Zeiteinheit ist, lässt sich der Wirkungsgrad auch über die Leistungen ermitteln.

Es gilt:

Der Wirkungsgrad kann auch in Prozenten angegeben werden.

Da die Energieumwandlung immer mit Verlusten verbunden ist, kann folgende Aussage getroffen werden:

Der Wirkungsgrad ist immer kleiner als 1 (kleiner als 100%).

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