Wirkungsgrad

Als Wirkungsgrad wird das Verhältnis von abgegebener und zugeführter Leistung verstanden. Die Differenz der beiden wird als Verlustleistung angegeben. Mit dem Wirkungsgrad wird die Effizienz von Energiewandlern oder Energieüberträgern gemessen. Der Wirkungsgrad kann werte zwischen 0 und 1 oder 0 ? 100% annehmen, wobei 100 % nicht erreichbar sind. Bei jedem Vorgang wird Energie durch Reibung oder Wärme in thermische Energie umgewandelt.

Was passiert bei einem Wirkungsgrad von 100%

Geräte mit einem Wirkungsgrad von 100 % oder mehr werden Perpetuum Mobile (sich ständig Bewegendes) genannt. Es beschreibt ein Gerät, welches einmal in Bewegung versetzt wird, immer in Gang bleibt. Diese Geräte verstoßen allerdings gegen die Grundsätze der Physik und sind deshalb nicht herzustellen.

Beispiele aus der Praxis

Zum Beispiel wandelt ein Elektromotor elektrische Energie in mechanische Energie um, dabei geht immer Energie in Form von Wärme (thermische Energie) verloren. Eine Glühbirne wandelt 95 % der zugeführten elektrischen Energie in Wärme um, nur 5 % in Licht. Sie hat demnach einen Wirkungsgrad von 3 - 5 % und 95 - 97 % Verlustleistung. Leuchtstofflampen haben einen Wirkungsgrad von 8 ? 15 % und sind deshalb sparsamer, weil sie weniger Energie verbrauchen um die gleiche Lichtmenge zu erzeugen.

Strom wird über größere Entfernungen mithilfe von Hochspannungsleitungen transportiert, da bei den hohen Spannungen weniger Verluste auftreten. Die Verlustleistung durch den ohmschen Widerstand nimmt bei gleicher Leistung quadratisch zur Spannung ab. Demgegenüber steht zunehmender Aufwand für die Isolation der Leitungen.

Bei mechanischen Geräten geht immer Energie durch Reibung verloren und erzeugt dabei Wärme. Hier kann durch Lager mit möglichst geringer Reibung am besten Verlustleistung vermieden werden. Geringere Reibung bedeuten gleichzeitig auch geringeren Verschleiß, was zu einer längeren Lebensdauer führt.