Электричество шаг за шагом

У представителей окружающей нас техники встречается самый разный к.п.д. Скажем, у некоторых типов электрических лампочек он составляет 0,05, то есть 5 %, — всего лишь 5 % полученной электрической мощности эта лампочка превращает в свет. У лампы дневного света к.п.д. уже около 30 %. Если учесть энергию, которая содержится в сжигаемом топливе, то окажется, что у бензинового автомобильного двигателя к.п.д. около 30 %, а у дизеля около 40. У электрических двигателей к.п.д. достигает 95 %, а у некоторых трансформаторов даже 98 %. Долгое время примером недопустимых потерь энергии был паровоз, уже почти забытая железнодорожная машина с паровым котлом и угольной топкой. У паровоза к.п.д. доходил до 4–5 %, то есть 95–96 % полученной из топлива энергии он попросту выбрасывал.

Коэффициент полезного действия не только техническая характеристика, но и некий символ, которым пользуются, чтобы дать оценку самым разным объектам и процессам, в том числе человеческой деятельности. Бывает, так и говорят, что у работника N наблюдается низкий к.п.д., что он, работник N, много суетится, а результатов особых нет. Или что предприятие М работает с очень малым коэффициентом полезного действия, средств потребляет много, а продукция мизерная.

Вместе с тем бывает, что приходится сознательно идти на понижение к.п.д. для достижения какой-то особо важной цели. Наглядный пример — «генератор тока». Мы умышленно увеличили внутреннее сопротивление генератора, то есть увеличили бесполезные потери энергии и тем самым снизили к.п.д. до малых долей процента. Это было сделано для того, чтобы получить неизменный ток в цепи при изменении нагрузки — в каком-то случае решение задачи стоит очень серьёзных жертв. К счастью, в наиболее распространённых электротехнических системах, в частности, в снабжающих нас энергией электрических сетях, нужен режим «генератор напряжения», а для него необходимо малое внутреннее сопротивление генератора, малые внутренние потери, и, следовательно, это режим с высоким к.п.д.