Virkningsgrad – regn ut nyttig energi og energitap
Skriv inn tilført og nyttig energi eller effekt, så får du virkningsgraden og hvor mye som går tapt. Du kan også finne nyttig eller tilført energi, eller gange sammen flere ledd.
Resultat
Slik er det regnet ut
- η = nyttig ÷ tilført = 850 ÷ 1 000 = 0,85 = 85 %
- Tap = 1 000 − 850 = 150 W
Formel
Nyttig = η · tilført
Tilført = nyttig ÷ η
Flere ledd: η = η₁ · η₂ · η₃ …
Slik regner du ut virkningsgrad
Virkningsgraden sier hvor stor del av den tilførte energien som blir til nyttig energi: η = nyttig ÷ tilført. Den greske bokstaven η uttales «eta». Gang med 100 for å få svaret i prosent. En elmotor som trekker 1 000 W og gir 850 W mekanisk effekt, har virkningsgraden 850 ÷ 1 000 = 0,85 = 85 %. De resterende 150 W blir varme i viklinger og lagre.
Du kan regne med energi (J, kWh) eller effekt (W, kW), så lenge begge tallene har samme enhet.
Snu formelen
- Nyttig = η · tilført. En bensinmotor med 30 % virkningsgrad gjør 2 000 J drivstoffenergi om til 600 J arbeid.
- Tilført = nyttig ÷ η. Skal du ha 500 kWh nyttig energi med 25 % virkningsgrad, må du tilføre 2 000 kWh.
Hvorfor er virkningsgraden alltid under 100 %?
Energi kan ikke skapes, bare omformes. I alle maskiner går noe av energien over til former vi ikke kan bruke, som regel varme fra friksjon og elektrisk motstand, og litt lyd. Derfor er virkningsgraden alltid mindre enn 100 %, og en evighetsmaskin er umulig. Tapet er tilført minus nyttig energi.
Flere ledd etter hverandre
Går energien gjennom flere omforminger, ganger du virkningsgradene sammen. Strøm fra et vannkraftverk (90 %) gjennom strømnettet (95 %) til en elmotor (85 %) gir samlet 72,67 %. Hvert ledd stjeler litt, og summen av tapene blir stor. Det er også grunnen til at en elbil bruker mye mindre energi per kilometer enn en bensinbil: elmotoren har mye høyere virkningsgrad enn en forbrenningsmotor.
Varmepumpe: over 100 %?
En luft-til-luft-varmepumpe kan gi 3–4 kWh varme for hver kWh strøm. Det bryter ikke energiloven, for pumpen lager ikke varmen, den flytter varme fra uteluften inn i huset. Forholdet kalles derfor varmefaktor (COP), ikke virkningsgrad. Regn på lønnsomheten med varmepumpekalkulatoren.
Tips til oppgaver
- Sjekk at nyttig energi er minst og tilført størst; ellers har du byttet om.
- Effekt og energi kan brukes om hverandre, men ikke blandes i samme regnestykke.
- Energien i vann som faller, finner du med potensiell energi, og effekten med effektkalkulatoren.
Typiske virkningsgrader for maskiner og prosesser
| Maskin | Virkningsgrad |
|---|---|
| Transformator | 95–99 % |
| Elmotor | 85–97 % |
| Vannkraftverk | ca. 90 % |
| Gasskraftverk (kombikraft) | 50–60 % |
| Kullkraftverk | 33–45 % |
| Dieselmotor | 30–45 % |
| Bensinmotor | 20–35 % |
| Solcellepanel | 18–23 % |
| Muskelarbeid hos mennesker | ca. 20–25 % |
Omtrentlige verdier ved normal drift. Virkningsgraden varierer med last, størrelse og alder.
Spørsmål og svar
Hva er formelen for virkningsgrad?
Virkningsgrad er nyttig energi delt på tilført energi: η = nyttig ÷ tilført. Gang med 100 for å få prosent.
Kan virkningsgraden være over 100 %?
Nei. Det ville bety at maskinen lager energi. Varmepumper kan levere mer varme enn strømmen de bruker, men det kalles varmefaktor fordi varmen hentes fra omgivelsene.
Hva er virkningsgraden til en elmotor?
Typisk 85–97 %. Store motorer ligger høyest. En bensinmotor ligger til sammenligning på 20–35 %.
Hvordan regner jeg ut samlet virkningsgrad?
Gang virkningsgradene for hvert ledd sammen. 90 % · 80 % gir 72 %.
Fikk du svaret du trengte?
Takk! Lagre kalkulatoren med stjernen, så finner du den raskt neste gang.