Výkon
Prácu, ktorú vykoná navijak pri zdvíhaní napr. balíkov tehál na
stavbe už vieme vypočítať. Ale čo ak, majiteľa stavebnej firmy zaujíma
ako rýchlo bude táto práca vykonaná a za prijateľnú dobu považuje dobu
najviac 5 minút. Stihne sa to? Ako to vieme zistiť?
Z fyzikálneho
a aj technického hľadiska je často dôležitý čas, za ktorý sa práca
vykonala. Pre hodnotenie rýchlosti konania práce používame fyzikálnu veličinu
nazývanú výkon.
Okamžitý výkon je definovaný ako podiel elementárnej práce za elementárny
čas
(2.3.8)
Podľa (2.3.1) môžeme elementárnu prácu vyjadriť v tvare
a teda okamžitý výkon môžeme
upraviť nasledovne
(2.3.9)
kde
je rýchlosť pôsobiska sily.
V špeciálnom
prípade, keď za rovnaké časové intervaly sa vykoná stále rovnako veľká
práca (výkon je konštantný), môžeme výkon vyjadriť pomocou vzťahu
(2.3.10)
Ak výkon nie je konštantný a W je
celková práca vykonaná za dobu t,
potom vzťah (2.3.10) definuje priemerný
výkon.
Jednotkou výkonu je 1 watt (W), kde 1 W =1 Js-1 = 1 kgm2s-3.
V praxi sa často výkon vyjadruje v kilowattoch (kW) a čas v hodinách
(h). Po zavedení týchto jednotiek je možné prácu vyjadriť v kilowatthodinách
(kWh).
Príklad 2.3.4
Kontrolka:
Ktorý
zo vzťahov pre výkon sa vzťahuje na prácu, ktorá je vykonávaná rovnomerne
v čase (za rovnaké časové intervaly)?
Účinnosť
Každý stroj odoberá
väčší výkon ako odovzdáva, pretože v ňom vznikajú straty napríklad
v dôsledku trenia pohyblivých častí, odporu vzduchu alebo zahriatím
(obr. 2.3.5). Na charakterizovanie hospodárnosti nejakého stroja alebo
zariadenia, používame veličinu, ktorá sa nazýva účinnosť,
ktorá je definovaná ako podiel odovzdaného výkonu daného zariadenia k privedenému
výkonu
(2.3.11)
kde Pp je privedený výkon,
ktorý sa zvykne nazývať aj príkon,
P je odovzdaný výkon zariadenia.
Obr. 2.3.5:
Účinnosť zariadenia je vždy menšia ako jedna, pretože výkon
je menší ako príkon z dôvodu strát
Účinnosť je bezrozmerná veličina, z definície vyplýva, že
jej hodnota je vždy menšia ako jedna, pretože výkon je vždy menší ako príkon
v dôsledku strát. Často sa vyjadruje v percentách.
Kontrolka:
Pomocou obr. 2.3.5 pouvažujte, čo predstavuje výkon, príkon
a straty u žiarovky.