KOEFICIJENT KORISNOG DEJSTVA se još naziva STEPEN KORISNOSTI, STEPEN ISKORIŠTENJA, STEPEN DJELOVANJA.
Jednostavno rečeno to je omjer dobivenog i uloženog, npr. energije, rada, mase, vremena i dr. Vrijednost mu je uvijek između 0 i 1, odn. između 0 i 100%.
Kad se govori o stepenu korisnosti energije, onda se on odnosi na efikasnost pretvaranja energije u nekom procesu, ili na prijenos energije. Njegova je vrijednost manja što su veći gubici (mehanički, električni, toplotni), a gornja granica od 100% u praksi se ne može dostići.
Korisna upotreba električne energije uključuje pretvaranje električne energije u neku drugu vrstu energije - svjetlo, toplotu ili kod elektromotora mehanički rad - okretanje nekog uredjaja, ili u hemijskim procesima hemijski učinak.
Uređaji za pretvaranje energije (sijalica, šporet, grijalica, itd.) nikada ne mogu svu utrošenu električnu energiju pretvoriti u korisni učinak. Tako na primjer sijalica daleko više energije troši na potpuno beskorisno grijanje sijalice, a tek mali dio se pretvara u vidljivu svjetlost. A slično je i sa svim drugim uređajima.
Odnos između korisne energije i one koja je uložena, naziva se koeficijent korisnog dejstva, a označava se sa η (čitaj: eta).
Koeficijent korisnog dejstva možemo izračunati iz usporedbi snaga:
Pk – korisna snaga; Pu – uložena snaga
Pa ako dobijemo da je, recimo, η = 0,1 odnosno η = 10 % , to znači da je mašina iskoristila 10 % od ukupne uložene snage.
Često je svrsishodnije, naročito kod uređaja koji mijenjaju snagu tokom vremena, izračunavati koeficijent korisnog dejstva koristeći odnos korisnog i uloženog rada izvodeći to iz jednačine za snagu:
gdje je Wk koristan rad, a Wu je uložen rad
Čovjek nastoji graditi uređaje sa što boljim stepenom iskorištenja utrošene energije, odnosno sa što većim η, ali on i kod dobrih uređaja rijetko prelazi 0,7 do 0,8, a kod mnogih je i daleko lošiji.
Izgubljena energija najčešće se troši na nepoželjno zagrijavanje uređaja uslijed normalnog rada, pa ne samo što na to gubimo dio energije, nego u uređaje još treba i ugrađivati sisteme hlađenja da to zagrijavanje ne ošteti uređaje.
Mašine sa malim koeficijentom korisnog dejstva troše velike količine energije (u njih se ulaže veliki rad), a daju mali koristan rad. Na duži rok, mali stepen iskorištenja uvijek dovodi u pitanje isplativost mašine, s obzirom na to da se za održavanje njenog funkcionisanja mora trošiti velika količina energije.
Pogledajmo jedan jednostavan primjer:
NAPOMENA ZA RJEŠAVANJE ZADATAKA: Važno je shvatiti da se kod svakog zadatka mora posebno razmotriti šta je uložena snaga/energija/rad, a šta korisna (dobijena) snaga/energija/rad.
Uzmimo za primjer jedan složeniji zadatak:
Kolika je efikasnost šporeta ako se na njemu ugrije 3 litre vode od 10 oC do 100 oC za 60 minuta? Snaga šporeta je 800W, a Specifični toplotni kapacitet vode je 4,19×103 J kg-1(oC)-1.
Rješenje:
Pu = 800 W
c= 4,19×103 J kg-1(oC)-1
t=60 min=3600 s
t1 = 100 C
t2 = 1000 C
mvode=3 kg
U ovom zadatku prvo moramo shvatiti da je korisno dejstvo u ovom slučaju zagrijavanje vode sa 10 na 100 stepeni Celzijusa. Tada se prisjetimo formule za količinu toplote, a to je u ovom slučaju jednako energiji potrebnoj da se voda zagrije što je brojno jednako korisnom radu.
Sve ostalo je onda čista matematika.
η = 0,39 odnosno η = 39 %
