virkningsgraden

Virkningsgrad, eller effektivitet, er forholdet mellom den nyttige energien eller arbeidet som blir utvekslet og den totale energien som blir tilført et system. Det er en dimensjonsfri størrelse som ofte uttrykkes i prosent. I praksis beskriver virkningsgraden hvor effektivt en innfylt energi omdannes til ønsket nytte.

Den generelle formelen kan skrives som η = W_out / E_in eller η = P_out / P_in, avhengig av om man ser på arbeid eller effekt. For en varme- eller dampmaskin blir det ofte η = arbeid som blir gjort / varmeinn. I termodynamikkens idealiserte tilfelle finnes Carnot-virkningsgrad: η_C = 1 - T_cold / T_hot, hvor temperaturene måles i Kelvin. Dette er den teoretisk høyeste grense for en reversibel varmeprosess mellom to temperaturer.

Virkningsgrad brukes for å vurdere ytelsen til en rekke tekniske enheter, som forbrenningsmotorer, turbiner og elektriske motorer. Økt virkningsgrad reduserer energitabene som skyldes friksjon, varmeutveksling og ufullstendig forbrenning. I praksis varierer virkningsgraden med driftsforhold, konstruksjon og vedlikehold.

Forbedringer kan nås gjennom bedre design, høyere kvalitet, isolasjon, gjenvinning av varme, samt kontrollsystemer som fungerer under optimale forhold. Visse systemer har separate mål som effektfaktor eller COP (coefficient of performance) hvis man vurderer kjøling og oppvarming.

Relaterte begreper inkluderer effektivitetsmålinger i elektriske maskiner og termiske systemer, samt exergy-analyse for å vurdere den tilgjengelige energien. Målinger følger standardiserte tester for å kunne sammenligne virkningsgrad på tvers av produkter.