Чему равно кпд: Формула КПД (коэффициента полезного действия) в физике

Коэффициент полезного действия. Физика. 7 класс. — Объяснение нового материала.

Комментарии преподавателя

Согласно «золотому правилу» механики никакой механизм не дает выигрыша в работе. А вот некоторого «проигрыша в работе» избежать не удается. Рассмотрим простой пример.

Пусть человек поднимает с помощью неподвижного блока груз весом Р = 200 Н на высоту h = 10 м.

При этом полезная работа — это работа по подъему груза, то есть Апол = Ph = 200 Н · 10 м = 2000 Дж = 2 кДж.

Совершенная же работа — это работа, которую совершает сила, приложенная человеком к свободному концу троса. Если бы трения в блоке не было, то при подъеме груза человек тянул бы трос с силой, равной весу груза (200 Н). Однако из-за трения человеку пришлось тянуть трос с большей силой, например 250 Н. Поднимая груз на 10 м, человек вытянул трос тоже на 10 м. Поэтому совершенная работа Асов = Fh = 250 Н · 10 м = 2500 Дж = 2,5 кДж.

Опыты показывают, что полезная работа всегда меньше совершенной. Одну причину этого мы уже знаем — это трение. Вторая причина состоит в том, что сами механизмы и их части имеют некоторую массу. Например, поднимая груз с помощью подвижного блока, приходится вместе с грузом поднимать и блок, а при этом необходимо совершать «дополнительную» работу.

Отношение полезной работы Апол к совершенной Асов, выраженное в процентах, обозначают η и называют коэффициентом полезного действия (КПД): η = Апол/Асов · 100%.

Например, для рассмотренного выше неподвижного блока

По указанным выше причинам КПД любого реального механизма меньше 100%.

КПД механизма можно найти опытным путем (см. лабораторную работу № 13). Но КПД можно найти и с помощью расчетов..

Задача 1.

При подъеме груза массой 100 кг на высоту 9 м с помощью неподвижного блока совершили работу 10 кДж. Каков КПД блока?

С помощью рычага подняли груз массой 80 кг на 2 м. При этом сила, приложенная к другому плечу рычага, совершила работу 2 кДж. Чему равен КПД рычага?

Задача 2.

По наклонной плоскости поднимают груз массой 50 кг, прикладывая к нему силу 250 Н, направленную вдоль плоскости. Чему равен КПД плоскости, если ее длина равна 10 м, а высота равна 3 м?

Домашняя работа

Задание 1. Ответь на вопросы.

  1. Что такое коэффициент полезного действия?
  2. Может ли КПД быть больше или равен 100 % ? Обоснуйте ваш ответ.
  3. С помощью неподвижного блока поднимают груз массой 120 кг. Какую при этом прикладывают силу, если КПД блока равен 0,8?
  4. С помощью неподвижного блока поднимают груз массой 50 кг, прикладывая силу 600 Н. Каков КПД этого блока?

Задание 2. Реши ребус.

К занятию прикреплен файл  «Презентация». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.

Использованные источники: http://www.tepka.ru/fizika_7  
 

 

КПД плоскости, блока, рычага

[latexpage]

В этой статье научимся определять КПД наклонной плоскости, блоков и рычагов.

КПД неподвижного блока равен отношению полезной работы к затраченной, высоту подъема можно сократить:

$$\eta=\frac{mgh}{Fh}\cdot100\%=\frac{mg}{F}\cdot100\%$$

Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза, поэтому для него

$$\eta=\frac{mg}{2F}\cdot100\%$$

КПД рычага равен, аналогично, отношению полезной работы к затраченной:

$$\eta=\frac{Ph_2}{Fh_1}\cdot100\%$$

КПД наклонной плоскости равен:

$$\eta=\frac{mgh}{FS}\cdot100\%$$

И по-прежнему это то же отношение полезной работы к затраченной.


Задача 1. С помощью подвижного блока поднимают груз весом 400 Н на высоту 4 м, действуя на веревку с силой 220 Н. Чему равен КПД блока?

Так как блок по условию подвижный, то дает выигрыш в силе в 2 раза:

$$\eta=\frac{mg}{2F}\cdot100\%=\frac{400}{440}\cdot100\%=91\%$$

Ответ: 91%.

Задача 2.

С помощью рычага груз массой 150 кг подняли на высоту 0,2 м. При этом к длинному плечу была приложена сила 600 Н, под действием которой конец этого плеча опустился на 0,6 м.3$.

Найдем массу бетонной плиты: $m=\rho  V=2200\cdot0,5=1100$ кг. Вес плиты 11 кН. Поэтому, если блок подвижный, то достаточно развивать силу 5,5 кН, чтобы поднять эту плиту на воздухе с помощью подвижного блока. В воде нам будет помогать сила Архимеда:

$$F_A=\rho_0 g V=1000\cdot10\cdot0,5=5000$$

Таким образом, в воде вес плиты станет меньше на 5000 Н и станет равен 6000 Н. Поэтому достаточно 3000 Н для подъема плиты в воде при помощи такого блока.

Ответ: 5,5 кН на воздухе, 3 кН в воде.

Задача 6. По наклонной плоскости длиной 5 м и высотой 1,5 м поднимают равномерно груз массой 180 кг. Какую силу нужно приложить к грузу, если КПД плоскости 60%?

КПД наклонной плоскости равен:

$$\eta=\frac{mgh}{FS}\cdot100\%$$

Откуда

$$F=\frac{ mgh }{\eta  S}\cdot100\%=\frac{ 180\cdot 10\cdot 1,5 }{60\cdot 5}\cdot 100\%=900$$

Ответ: 900 Н.

Задача 7. Какую работу необходимо совершить для подъема гранитной плиты объемом 4 м$^3$ на высоту 2 м с помощью механизма с КПД 60%?

Полезная работа равна

$$A=mgh=\rho V g h$$

КПД механизма равен:

$$\eta=\frac{A}{A_{poln}}\cdot 100\%$$

Полная работа тогда
$$ A_{poln}=\frac{A}{\eta }\cdot100\%=\frac{\rho V g h }{\eta }\cdot100\%=\frac{2600\cdot 4\cdot 10\cdot 2 }{60 }\cdot 100\%=347000$$

Ответ: 347 кДж.


Задача 8. С помощью подвижного блока поднимают груз массой 75 кг на высоту 10 м. КПД равен 60%. Определить полезную работу и силу, необходимую для подъема груза.
КПД подвижного блока:
$$\eta=\frac{mg}{2F}\cdot100\%$$

Отсюда

$$A=mgh=75\cdot10\cdot10=7500$$

$$F=\frac{mg}{2\eta}\cdot100\%=\frac{750}{2\cdot60}\cdot100\%=625$$

Ответ: $A=7500$Дж, $F=625$ Н.

Чему равен КПД элек тро плит ки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин на гре ли 2 кг воды от 20 до 100 С?

Задания C5. Рас чет ная задача

Задания C5. Рас чет ная задача 1. C 5 54. Электровоз, работающий при напряжении 3 кв, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кн. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4 КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ Для выполнения заданий необходимо записать полное решение 1.запись краткого условия задачи (Дано:) 2.запись формул, необходимых и достаточных для решения(решение:)

Подробнее

Образцы комбинированных заданий Часть 3

Образцы комбинированных заданий Часть 3 1. Автомобиль трогается с места и, двигаясь равноускоренно, через 20 с приобретает скорость 72 км/ч. Чему равна масса автомобиля, если известно, что работа, совершенная

Подробнее

1) 10 л 2) 1,6 л 3) 4 л 4) 6,25 л

Задания 10. Тепловые явления 1. Сколько литров воды при 83 С нужно добавить к 4 л воды при 20 С, чтобы получить воду температурой 65 С? Тепло об ме ном с окру жа ю щей средой пренебречь. 2. 1) 10 л 2)

Подробнее

/ /13

1. Задание 10 36 Задания 10. Тепловые явления Сколько литров воды при 83 С нужно добавить к 4 л воды при 20 С, чтобы получить воду температу рой 65 С? Теп ло об ме ном с окру жа ю щей средой 10 л 1,6 л

Подробнее

Образовательный портал «РЕШУ ЕГЭ» (

Работа электрического тока, мощность, закон Джоуля Ленца 1. Чему равно время про хож де ния тока силой 5 А по про вод ни ку, если при напряжении на его концах 120 В в проводнике выделяется количество тепло

Подробнее

Вопросы для экзамена по физике. 8 класс.

Вопросы для экзамена по физике. 8 класс. 1. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Объяснение изменения внутренней энергии на основе представления о молекулярном строении вещества. 2.

Подробнее

9 класс. Вариант ,9 с

9 класс. Вариант 1. Тело бросили с башни горизонтально. Через t = с его скорость увеличилась в k=3 раза. С какой скоростью V0 бросили тело? Скорость тела изменяется в зависимости от времени как Для заданного

Подробнее

9 класс Задачи для повторения

9 класс Задачи для повторения 1 Какое количество теплоты (Q) пойдет на нагревание воды массой 3,5 тонны от 20 до 50 С? Удельная теплоёмкость воды С = 4200 Дж/(кг С). 2 Используя психрометрическую таблицу

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) работа тока

Демонстрационный вариант по физике в 8 классе 1.Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) работа тока Б) сила тока B)

Подробнее

Контрольная работа 1 «Кинематика»

Контрольная работа 1 «Кинематика» Вариант 1 (1часть) 1. Двигаясь равномерно, велосипедист проезжает 40 м за 4 с. Какой путь он проедет при движении с той же скоростью за 20 с? А. 30 м. Б. 50 м. В. 200

Подробнее

Законы постоянного тока

Вариант 1 1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от 0 до 3 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике за это время. Ответ: 15Кл. 2. Три батареи аккумуляторов с ЭДС 12 В, 5 В и 10

Подробнее

учебный год, интернет-тур

Межрегиональная предметная олимпиада Казанского федерального университета по предмету «Физика» 9 класс. Вариант 1. 2014-2015 учебный год, интернет-тур 1. (1 балл) Мальчик Петя первую половину пути от школы

Подробнее

Тест по физике в 9 классе. Вариант 2

Тест по физике в 9 классе Вариант 2 1. Чему равно нормальное атмосферное давление? А. 670 мм рт.ст. В. 760 мм рт.ст. С. 370 мм рт.ст. D. 752 мм рт.ст. Е. 730 мм рт.ст. 2. Как изменяется скорость тел при

Подробнее

3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. 2.Постоянный ток

3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 2.Постоянный ток 2.1.Ток в металлах 59.Найти сопротивление между точками А и D, если каждое из трёх сопротивлений равно 1 Ом. (0,33 Ом ) А В С D 1 2 60.Найти полное сопротивление электрической

Подробнее

Отборочный интернет-этап

7 класс 1. Сколько раз за сутки часовая и минутная стрелки часов лежат на одной прямой линии? 2. Масса пустой канистры 200 г, а канистры, заполненной керосином, 5 кг. Сколько литров керосина в канистре?

Подробнее

param1 0,6 0,8 1 1,5 2 param

11 класс 1. Плотность кислорода Найти плотность кислорода при давлении param1 кпа и температуре param2 К. Газ считать идеальным. param1 50 150 200 300 400 param2 300 350 400 450 500 2. Мощность в цепи

Подробнее

«Физика», осень 2017 г. Вариант 1

З А Д А Ч А 1. ствола Первый (отборочный) этап академического соревнования Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по общеобразовательному предмету Снаряд вылетел со скоростью «Физика», осень 217 г. 32 Вариант

Подробнее

КИМ(ы) по физике 9 класс.

9 класс.. 1.Троллейбус, трогаясь с места, движется с постоянным ускорением 1,5 м/с. Через какое время он приобретет скорость 54 км/ч? 2. С каким ускорением будет двигаться тело массой 400 г. под действием

Подробнее

8 класса. Тема 1: «Тепловые явления»

Задания для подготовки к годовой промежуточной аттестации по физике. 8 класса Тема 1: «Тепловые явления» 1. При нагревании спирт в термометре расширился. Означает ли это, что расширилась и каждая молекула

Подробнее

Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015 Физика, 11 класс 1. На тонком прозрачном горизонтальном столе лежит тонкая собирающая линза с фокусным расстоянием F = 70

Подробнее

Олимпиада «Физтех» по физике

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Олимпиада «Физтех» по физике 11 класс, онлайн-этап, 2013/14 год 1. Камень, брошенный с крыши сарая почти вертикально вверх со скоростью 15 м/с, упал на землю

Подробнее

Вариант Задание 1

Параграфы 88-93 повторить выполнить упражнение 12. Выполнить тест Вариант 3679536 1. Задание 1 На рисунке изображены графики зависимости модуля скорости движения четырёх автомобилей от времени. Один из

Подробнее

«Академика»

Комплексная олимпиада школьников «Академика» [email protected] 1. Начальная скорость камня, брошенного под некоторым углом к горизонту, равна 10 м/с, а спустя время 0,5 с скорость камня равна 7 м/с. На

Подробнее

Отборочный интернет-этап

7 класс 1. Моток медной проволоки имеет массу 360 г. Найдите длину проволоки в мотке, если площадь поперечного сечения проволоки 0,126 мм 2, а 1 см 3 меди имеет массу 8,94 г. Ответ выразите в метрах и

Подробнее

Решения и критерии оценивания

Всероссийская олимпиада школьников по физике 5 6 уч. г. Решения и критерии оценивания Задача Система из подвижного и неподвижного блоков и двух грузов, показанная на рис., находится в равновесии. Масса

Подробнее

Пробный вариант ОГЭ по физике. Часть 1.

Пробный вариант ОГЭ по физике. Часть 1. 1. Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца. Физические понятия Примеры А) физическая величина Б) единица

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

ПОДГОТОВК к ОГЭ ЧСТЬ 1 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 1.В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём 1.конвекции 2.излучения и конвекции 3.теплопроводности 4.конвекции и теплопроводности 2.Внутренняя энергия

Подробнее

2,5 2,5. a x, м/с 2 2,5

Часть 1 Ответами к заданиям 1 4 являются цифра, число или последовательность цифр. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ 1 справа от номера соответствующего задания,

Подробнее

Задачи к билетам с решениями за 8 класс

Задачи к билетам с решениями за 8 класс Билет 1. Задача на параллельное и последовательное соединение проводников. Последовательно соединены n равных сопротивлений. Во сколько раз изменится сопротивление

Подробнее

Тест по физике в 9 классе. Вариант 6

Тест по физике в 9 классе Вариант 6 1. Как называется единица массы в Международной системе (СИ)? А. Грамм. В. Метр. С. Секунда. D. Тонна Е. Килограмм. 2. По какой формуле определяется Архимедова сила?

Подробнее

ID_4565 1/7 neznaika.pro

1 Физические явления и законы. Анализ процессов Ответами к заданиям являются слово, словосочетание, число или последовательность слов, чисел. Запишите ответ без пробелов, запятых и других дополнительных

Подробнее

Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015 Физика, 9 класс 1. Масса до краёв заполненной пробирки с водой M 1 = 160 г. После того как в неё поместили кусочек металла

Подробнее

Отложенные задания (69)

Отложенные задания (69) Общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно 9 Ом. Сопротивления резисторов R 1 и R 2 равны. Чему равно сопротивление каждого резистора? 1) 81 Ом 2) 18 Ом 3)

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 1.Два точечных заряда будут притягиваются друг к другу, если заряды 1.одинаковы по знаку и любые по модулю 2.одинаковы по знаку и обязательно одинаковы по

Подробнее

Отложенные задания (25)

Отложенные задания (25) В области пространства, где находится частица с массой 1 мг и зарядом 2 10 11 Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле. Какова напряжённость этого поля, если из

Подробнее

новый рекорд КПД термофотоэлектрического преобразования / Хабр

Проблема классических энергоносителей (уголь, газ, нефть), а точнее их конечного количества, уже не является сенсационной новостью. Многие годы ученые со всех уголков Земли ищут альтернативные источники энергии, разрабатывают методики и устройства для их использования и всячески стараются спасти наш вид от энергетического коллапса и экологической катастрофы. Столь популярная в наши дни зеленая энергия представляет собой источники этой самой энергии, запасы которых практически неистощаемы: солнце, ветер, волны, приливы/отливы и т. д. И если с поиском источника энергии, по сути, проблем нет (Солнце найти несложно), то вот вопрос максимально эффективного преобразования той или иной энергии в электрическую остается открытым. Ученые из Массачусетского технологического института (США) разработали новый тип двигателя без каких-либо движущихся частей, который преобразует энергию тепла в электричество. Из чего состоит новый двигатель, как именно он работает, и. самое главное, насколько он эффективен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Основа исследования

В основе разработке лежит термофотовольтное (ТПВ или TPV от thermophotovoltaic) преобразование энергии, которое преобразует тепло в электричество за счет фотонов. Подробнее о принципе работы данной системы можно узнать

тут

. TPV позволяет накапливать и преобразовывать энергию от источников тепла с более высокой температурой, чем турбины, которые сегодня повсеместно используются в производстве электроэнергии.


Изображение №1

С момента первой демонстрации TPV с эффективностью в 29% (1a), где использовался встроенный отражатель на задней поверхности и вольфрамовый эмиттер при 2000 °C, характеристики последующих вариаций TPV становились лучше с каждым новым исследованием. Однако, несмотря на прогнозы о том, что эффективность TPV может превышать 50%, продемонстрированная эффективность по-прежнему составляет всего 32%, хотя и при гораздо более низких температурах (ниже 1300 °C).

В рассматриваемом нами сегодня труде ученые демонстрируют новый тип TPV с эффективностью более 40%. TPV батареи представляют собой двухпереходные устройства, содержащие III-V материалы с шириной запрещенной зоны* от 1.0 до 1.4 эВ, оптимизированные для температур эмиттера (излучателя) в 1900–2400 °C.

Запрещенная зона* — область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном (бездефектном) кристалле. Ширина запрещенной зоны твердого тела определяет его как проводник, полупроводник или диэлектрик.

Столь высокий уровень эффективности стал возможен благодаря трем основным факторам:

  • использование материалов с большей шириной запрещенной зоны в сочетании с температурой эмиттера от 1900 до 2400 °C;
  • применение архитектуры с возможностью настройки ширины запрещенной зоны, обеспечиваемой метаморфической эпитаксией*;
  • интеграция отражателя на задней поверхности (BSR от back surface reflector) с высокой отражающей способностью.
Эпитаксия* — закономерное нарастание одного кристаллического материала на другом при более низких температурах, т. е. ориентированный рост одного  кристалла на поверхности другого.

Батареи представляют собой тандемные устройства на 1.4/1.2 эВ и 1.2/1.0 эВ, оптимизированные для диапазона температур эмиттера 1900-2400 °C (изображение №1) для применения в системах хранения тепловой энергии (TEGS от

thermal energy grid storage

). TEGS — это недорогая технология хранения энергии в масштабе сети, в которой используются TPV для преобразования тепла в электричество при температуре выше 2000 °C, что является режимом, недоступным для турбин. По сути, это батарея, которая потребляет электричество, преобразует его в высокотемпературное тепло, сохраняет тепло, а затем по запросу преобразует его обратно в электричество с помощью TPV.


Варианты применения TPV: a — концептуальная иллюстрация TEGS, которая потребляет электричество, преобразует его в тепло посредством джоулевого нагрева, сохраняет тепло в изолированных графитовых блоках, а затем использует TPV для преобразования тепла в электричество. Также показана элементарная ячейка силового блока; b — диаграмма Санки, показывающая потоки энергии в системе TEGS в масштабе и с различными показателями эффективности; c — взаимосвязь между эффективностью подсистемы TPV и размером силового блока или отношением объема к площади поверхности; d — концептуальная иллюстрация системы производства электроэнергии на основе сжигания с использованием TPV.

Изначально задумывалось, что TEGS будет работать с использованием расплавленного кремниевого носителя, но графитовый носитель не хуже, при этом второй вариант намного дешевле ($ 0.5 за кг). Такая низкая стоимость позволяет TEGS соответствовать реальному рынку энергоносителей и конкурировать по стоимость с ископаемыми видами топлива.

Результаты исследования

Стоит отметить, что эффективность TPV батареи определяется иначе, чем у солнечной, так как, в отличие от второго, система TPV может сохранять, а затем преобразовывать энергию в субзонные фотоны. Это связано с тем, что в контекстах, в которых предполагается использовать TPV, батарея TPV имеет высокий коэффициент обзора для излучателя. Это означает, что субзонные фотоны могут отражаться обратно к излучателю TPV батареей (

1b

). Отражая непреобразованные фотоны, энергия субзонного света сохраняется за счет повторного поглощения излучателем. Отраженный и затем повторно поглощенный свет помогает поддерживать излучатель в горячем состоянии, тем самым сводя к минимуму затраты энергии, необходимые для нагрева излучателя. В результате эффективность ячейки TPV определяется уравнением:

где Pout — электрическая мощность, генерируемая TPV батареей; Voc — напряжение холостого хода, Isc — ток короткого замыкания, а FF — коэффициент заполнения вольт-амперной кривой. Суммарное тепло, поглощаемое и выделяемое в батарее (Qc) складывается из тепла, генерируемого за счет паразитного поглощения в полупроводнике или металлическом отражателе, термальных потерь из-за избыточной энергии падающих фотонов, джоулевых потерь на нагрев из-за протекания тока и нерадиационных рекомбинационных потерь. Суммарная энергия, полученная батареей, эквивалентна Pout + Qc и может быть также выражена как Pinc — Pref, где Pinc — падающая энергия, а Pref — отраженная энергия.

Исходя из вышеописанного уравнения, для повышения эффективности TPV необходимо увеличить выходную мощность (Pout) и/или уменьшить количество поглощаемого и выделяемого в батарее тепла (Qc).

Стоит также отметить, что высокие температуры эмиттера, предназначенные для TEGS и других приложений, позволяют использовать батареи с большей шириной запрещенной зоны (не менее 1.0 эВ) вместо батарей с малой шириной запрещенной зоны на основе InGaAs или GaSb, традиционно используемых для TPV. Этот фактор является ключевым, так как спектр света смещается в сторону более длинных волн по мере снижения температуры излучателя, поэтому традиционные элементы TPV, которые соединены с излучателями менее 1300 °C, обычно основаны на 0.74 эВ InGaAs или 0.73 эВ GaSb.


Схема тандемов 1.4/1.2 эВ и 1.2/1.0 эВ.

Что касается отражателя, то BSR с высокой отражательной способностью имеет решающее значение для минимизации Qc. BSR с высокой отражающей способностью обеспечивают дополнительное преимущество повышения напряжения холостого хода, поскольку они также улучшают рециркуляцию люминесцентных фотонов, генерируемых излучательной рекомбинацией. Учитывая это, созданные батареи представляли собой двухпереходные конструкции на 1.2/1.0 эВ и 1.4/1.2 эВ, предназначенные для применения в TEGS с температурой эмиттера от 1900 до 2400 °C. Батареи с несколькими переходами повышают эффективность по сравнению с одиночными переходами за счет снижения потерь термализации* горячих носителей и снижения резистивных потерь за счет работы при более низкой плотности тока.

Термализация* — процесс достижения физическими телами теплового равновесия посредством взаимодействия.

В первом варианте конструкции тандема использовались верхние и нижние контакты AlGaInAs 1.2 эВ и GaInAs 1.0 эВ со смещенными решетками, что связано с кристаллографической постоянной решетки подложки GaAs, на которой они выращены.

Во втором варианте конструкции тандема использовалась верхняя ячейка GaAs на 1.4 эВ с постоянной решеткой и нижняя ячейка GaInAs на 1.2 эВ со смещенной решеткой. Такая комбинация использует преимущество изначально более высоких показателей эпитаксии с согласованной решеткой в ​​ячейке GaAs (1c и 1d).

Тандем 1.2/1.0 эВ с меньшей шириной запрещенной зоны предлагает потенциал для более высокой плотности мощности, чем тандем 1.4/1.2 эВ, поскольку он преобразует более широкую полосу падающего спектра, и, следовательно, требования к BSR менее строгие для получения высокой эффективности. С другой стороны, хоть тандем 1.4/1.2 эВ и имеет меньшую выходную мощность, уменьшенная плотность тока обеспечивает более высокую эффективность, чем тандем 1.2/1.0 эВ, если возникают резистивные потери.


Изображение №2

На графике 2a показаны результаты измерения коэффициента отражения, а на 2b показана внутренняя квантовая эффективность протестированных тандемов 1.4/1.2 эВ и 1.2/1.0 эВ. Отражательная способность в случае абсолютно черного тела при 2150 °C составила 93.0% для тандема 1.4/1.2 эВ и 93.1% для тандема 1.2/1.0 эВ.

На 2c и 2d показаны результаты измерений плотности тока в зависимости от напряжения, которые проводились под вольфрамовым галогенным эмиттером с температурным диапазоном от 1900 до 2400 °C. Как и предполагали ученые, тандем 1.2/1.0 эВ имел более низкое напряжение, но более высокую плотность тока, чем тандем 1.4/1.2 эВ.


Изображение №3

На графике 3a показано измерение эффективности (КПД) в том же диапазоне температур эмиттера, которое было выполнено при одновременном измерении Qc и Pout.

Результаты для тандема 1.4/1.2 эВ показали увеличение эффективности с увеличением температуры эмиттера. Эффективность превысила 40% при 2350 °C, что находится в пределах целевого диапазона 1900–2400 °C, необходимого для применения в TEGS. При 2400 °C эффективность достигала 41.1 ± 1%. В среднем по температурному диапазону (от 1900 до 2400 °C) КПД составляло 36.2%. Плотность электрической мощности составила 2.39 Вт/см2 при максимальной температуре эмиттера 2400 °С.

Результаты для тандема 1.2/1.0 эВ показали большую эффективность, чем для тандема 1.4/1.2 эВ, при более низких температурах эмиттера из-за меньшей ширины запрещенной зоны. КПД тандема 1.2/1.0 эВ достигало максимума в 39.3 ± 1% при 2127 °C. Среднее значение КПД в диапазоне температур 1900…2300 °C составило 38.2 %. Важно отметить, что этот показатель практически не менялся даже при колебаниях температуры в пределах 400 градусов. Эта особенность крайне важна для TEGS, так как указывает на возможность достижения неизменно высокой эффективности, даже если температура эмиттера будет меняться в процессе разрядки системы TEGS.

Плотность электрической мощности составила 2.42 Вт/см2 при максимальной измеренной температуре эмиттера 2279 °С и 1.81 Вт/см2 в точке максимального КПД при температуре эмиттера 2127 °С.

КПД тандема 1.2/1.0 эВ менее чувствителен к изменению температуры эмиттера, имеет более высокую удельную электрическую мощность при заданной температуре. Однако тандем 1.4/1.2 эВ может достигать более высокой эффективности при самых высоких температурах эмиттера.

На 3a также прогнозы моделирования эффективности при различных условиях. Было получено хорошее соответствие моделируемых и экспериментальных данных, что указывает на возможность расширения модели для экстраполяции того, как производительность изменится при дополнительных улучшениях или при других условиях эксплуатации. К примеру, одним из важнейших свойств TPV, которое можно было бы улучшить, является отражательная способность (Rsub). На 3b показано как менялась бы эффективность, если бы Rsub было увеличено. Если Rsub равно 97%, то при температуре эмиттера тандем 1.4/1.2 эВ мог бы выдать КПД выше 50%.

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых.

Эпилог

Термофотоэлектрические (TPV) элементы, использованные учеными в рассмотренной нами сегодня разработке, ранее выдавали эффективность на уровне примерно 20 % с рекордным значением в 32 %. Однако ученым удалось увеличить этот показатель до 40 %.

Достигнуто это было за счет применения необычной слоистой структуры: сплав с высокой шириной запрещенной зоны, затем сплав с меньшей шириной запрещенной зоны и зеркальный слой золота под ним. Первый слой улавливает фотоны с самой высокой энергией, исходящие от источника тепла (эмиттера), а фотоны с меньшей энергией проходят сквозь него и захватываются вторым слоем. Фотоны, которые проходят и через второй слой, отражаются обратно к источнику тепла, тем самым обеспечивается минимизация потерь.

Подобное устройство лишено каких-либо движущихся частей, зато обеспечивает высокую степень преобразования тепловой энергии в электрическую. По мнению ученых, их творение имеет шанс стать еще более эффективным, если получится увеличить один из самых важных параметров, а именно отражательную способность.

Такого рода разработки, как отмечают авторы, являются не только производительными и эффективными с точки зрения добычи энергии, но и полностью экологически чистыми на протяжении всего рабочего цикла. Если переориентировать современную добычу электроэнергии на такие установки, то выбросы углекислого газа можно сократить на 40%.

Немного рекламы

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым,

облачные VPS для разработчиков от $4.99

,

уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас:Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер?

(доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Maincubes Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Кпд источника тока формула — Домострой

Перемещая электрические заряды по замкнутой цепи, источник тока совершает работу. Различают полезную и полную работу источника тока. Полезная работа – это та, которую совершает источник по перемещению зарядов во внешней цепи; полная работа – это работа источника по перемещению зарядов во всей цепи:

— полезная работа;

— полная работа.

Соответственно этому, различают полезную и полную мощность источника тока:

Коэффициентом полезного действия (КПД) источника тока называют отношение:

Выясним, при каком сопротивлении внешней цепи

полезная мощность максимальна.

Имеем:

, где ;

откуда .

Условие

называется условием согласования источника и нагрузки. В этом случае мощность, выделяемая источником во внешней цепи, максимальна. Отметим, что при выполнении условия согласования КПД источника тока , то есть максимальная полезная мощность и максимальный КПД несовместимы. Из приведенного графика видно также, что одну и ту же полезную мощность можно получить при двух различных сопротивлениях внешней нагрузки .

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10091 —

| 7528 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, называется полной мощностью.

Она определяется по формуле

где Pоб-полная мощность, развиваемая источником тока во всей цепи, вт;

Е- э. д. с. источника, в;

I-величина тока в цепи, а.

В общем виде электрическая цепь состоит из внешнего участка (нагрузки) с сопротивлением R и внутреннего участка с сопротивлением R (сопротивлением источника тока).

Заменяя в выражении полной мощности величину э. д. с. через напряжения на участках цепи, получим

Величина UI соответствует мощности, развиваемой на внешнем участке цепи (нагрузке), и называется полезной мощностью Pпол=UI.

Величина UoI соответствует мощности, бесполезно расходуемой внутри источника, Ее называют мощностью потерь Po=UoI.

Таким образом, полная мощность равна сумме полезной мощности и мощности потерь Pоб=Pпол+P0.

Отношение полезной мощности к полной мощности, развиваемой источником, называется коэффициентом полезного действия, сокращенно к. п. д.,и обозначается η.

Из определения следует

При любых условиях коэффициент полезного действия η ≤ 1.

Если выразить мощности через величину тока и сопротивления участков цепи, получим

Таким образом, к. п. д. зависит от соотношения между внутренним сопротивлением источника и сопротивлением потребителя.

Обычно электрический к. п. д. принято выражать в процентах.

Для практической электротехники особый интерес представляют два вопроса:

1. Условие получения наибольшей полезной мощности

2. Условие получения наибольшего к. п. д.

Наибольшую полезную мощность( мощность на нагрузке) электрический ток развивает в том случае, если сопротивление нагрузки равно сопротивлению источника тока.

Эта наибольшая мощность равна половине всей мощности (50%) развиваемой источником тока во всей цепи.

Половина мощности развивается на нагрузке и половина развивается на внутреннем сопротивлении источника тока.

Если будем уменьшать сопротивление нагрузки, то мощность развиваемая на нагрузке будет уменьшаться а мощность развиваемая на внутреннем сопротивлении источника тока будет увеличиваться.

Если сопротивление нагрузки равно нулю то ток в цепи будет максимальным, это режим короткого замыкания (КЗ). Почти вся мощность будет развивается на внутреннем сопротивлении источника тока. Этот режим опасен для источника тока а также для всей цепи.

Если сопротивление нагрузки будем увеличивать, то ток в цепи будет уменьшатся, мощность на нагрузке также будет уменьшатся. При очень большом сопротивлении нагрузки тока в цепи вообще не будет. Это сопротивление называется бесконечно большим. Если цепь разомкнута то ее сопротивление бесконечно большое. Такой режим называется режимом холостого хода.

Таким образом, в режимах, близких к короткому замыканию и к холостому ходу, полезная мощность мала в первом случае за счет малой величины напряжения, а во втором за счет малой величины тока.

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) равен 100% при холостом ходе ( в этом случае полезная мощность не выделяется, но в то же время и не затрачивается мощность источника).

По мере увеличения тока нагрузки к. п. д. уменьшается по прямолинейному закону.

В режиме короткого замыкания к. п. д. равен нулю ( полезной мощности нет, а мощность развиваемая источником, полностью расходуется внутри него).

Подводя итоги вышеизложенному, можно сделать выводы.

Условие получения максимальной полезной мощности( R=R) и условие получения максимального к. п. д. (R=∞) не совпадают. Более того, при получении от источника максимальной полезной мощности ( режим согласованной нагрузки) к. п. д.составляет 50%, т.е. половина развиваемой источником мощности бесполезно затрачивается внутри него.

В мощных электрических установках режим согласованной нагрузки является неприемлемым, так как при этом происходит бесполезная затрата больших мощностей. Поэтому для электрических станций и подстанций режимы работы генераторов, трансформаторов, выпрямителей рассчитываются так, чтобы обеспечивался высокий к. п. д. ( 90% и более).

Иначе обстоит дело в технике слабых токов. Возьмем, например, телефонный аппарат. При разговоре перед микрофоном в схеме аппарата создается электрический сигнал мощностью около 2 мвт. Очевидно, что для получения наибольшей дальности связи необходимо передать в линию как можно большую мощность, а для этого требуется выполнить режим согласованного включения нагрузки. Имеет ли в данном случае существенное значение к. п. д.? Конечно нет, так как потери энергии исчисляются долями или единицами милливатт.

Режим согласованной нагрузки применяется в радиоаппаратуре. В том случае, когда согласованный режим при непосредственном соединении генератора и нагрузки не обеспечивается, применяют меры согласования их сопротивлений.

Для работы электронных и электрических устройств необходимо подключать их к источникам питания. Источники питания могут быть как стационарные, так и автономные. В качестве питающих устройств используются гальванические элементы или преобразователи электроэнергии. И те, и другие являются источниками тока или напряжения.

Что такое источник тока

Это устройство или элемент, в общем понимании – двухполюсник, у которого проходящий через него ток не зависит от величины напряжения на полюсах. Основные характеристики источника тока (ИТ):

  • величина;
  • внутренняя проводимость (импеданс).

Внутреннее сопротивление такого двухполюсника очень мало. У идеального источника (ИИТ) оно приближается к нулю.

Генераторы движения электронов могут быть как независимыми, так и зависимыми.

Первые представляют собой идеальный двухполюсник, с двумя зажимами. У них ток, движущийся от одного зажима к другому, не зависит от формы и величины разности потенциалов на зажимах. Его изменения происходят по своим законам.

Второй тип ИТ – идеальный двухполюсник, с двумя зажимами, у которого движение зарядов от одного зажима к другому зависит от формы и величины напряжения на этих зажимах.

Существует управляемый зависимый ИТ. Он представляет собой идеальный двухполюсник, имеющий 2 зажима на входе и 2 зажима на выходе. Его особенность в том, что выходное значение тока на выходе зависит от его величины на входе. В таком ИТ происходит усиление мощности. Изменяя нулевое значение мощности на его входе, управляют величину мощности на выходных зажимах.

Информация. Управление производителем энергии может осуществляться напряжением (ИТУН) или током (ИТУТ). Одни находят применение для полевых триодов и электровакуумных ламп, вторые – для транзисторов биполярного типа.

В реальности генераторы тока имеют определённые ограничения по напряжению. Они далеки от идеальных ИТ и создают движение электричества в таком интервале напряжений, где их верхняя граница зависит от Uпит ИТ. Следовательно, у реального источника тока есть существенные пределы по нагрузке.

КПД электрической цепи

Выполняя продвижения зарядов через замкнутую цепь, двухполюсник проделывает некоторую работу. Когда генератор двигает заряды по внешнему контуру цепи, то это полезная работа. Когда ИТ продвигает электрические носители по всей цепи, говорят о полной работе.

Внимание! В этой цепочке перемещения зарядов особое значение имеет КПД (коэффициент полезного действия) источника. Он равен соотношению сопротивлений внешней цепи и полному сопротивлению цепи.

Обращая внимание на КПД электроцепи, нужно отметить, что он напрямую зависит от физических величин, определяющих скорость передачи или трансформации электрической энергии. Одной из таких величин является мощность Р (Вт).

Формулы мощности:

P = U * I = U2/R = I2 * R,

где:

  • U – напряжение на нагрузке, В;
  • I – ток, А;
  • R – сопротивление нагрузки, Ом.

Для разных цепей значения напряжения и сила тока различаются, следовательно, производимая ими работа будет разной. Когда предстоит оценить скорость передачи и преобразования электрического тока, то обращают внимание на Р. Она соответствует работе, проделанной за единицу времени:

где:

  • P – мощность, Вт;
  • A – работа, Дж;
  • ∆t – временной интервал, с.

Исходя из этой формулы, чтобы найти работу А, нужно умножить Р на время:

Чтобы найти КПД (η) электроцепи, нужно найти отношение полезно потраченной энергии к количеству всей энергии, поданной в цепь. Формула для расчёта:

где:

  • А – проделанная потребителем работа, Дж;
  • Q – количество энергии, взятой от источника, Дж.

Важно! КПД не может быть выше единицы. В основном он или равен ей, или меньше её. Этому причина – Закон сохранения энергии. Согласно ему, полезная совершённая работа никогда не превысит затраты энергии, необходимые для её выполнения.

Наглядно это можно объяснить на примере электрической цепи, в которую включен проводник, имеющий определённое сопротивление. При прохождении электричества через цепь часть энергии будет рассеиваться на проводнике, превращаясь в тепло и нагревая его. Потери мощности будут зависеть от величины этого сопротивления.

Что такое КПД ИТ

Когда речь идёт о кпд источника тока, также рассматривают полезную и полную работу, совершаемую двухполюсником. Перемещая электроны во внешней цепи, он выполняет полезную работу, двигая их по всей цепи, включая и свою внутреннюю, он производит полную работу.

В виде формул это выглядит так:

  • А полезн. = q*U = I*U*t = I2*R*t;
  • А полн. = q*ε = I* ε*t = I2*(R+r)*t.

где:

  • q – количество энергии, Дж;
  • U – напряжение, В;
  • ε – ЭДС, В;
  • I – ток, А;
  • R – сопротивление нагрузки, Ом;
  • r – импеданс источника, Ом;
  • t – время, за которое совершается работа, с.

С учётом этого можно выразить мощности двухполюсника:

  • Р полезн. = А полезн./t = I*U = I2*R;
  • P полн. = А полн./t = I*ε = I2*(R+r).

Формула кпд источников тока имеет вид:

η = Р полезн./P полн.= U/ε = R/ R+r.

Исследование мощности и КПД генератора тока

Максимальная полезная Pmax и максимальный КПДmax – несовместимые понятия. Нельзя добиться максимального КПД источника при максимальной мощности. Это обусловлено тем, что Р, отдаваемая двухполюсником, достигнет своего максимального значения только при условии согласования сопротивления нагрузки и внутреннего импеданса ИТ:

В этом случае КПД источника будет:

η = R/ R+r = r/ r+r = 1/2, что составляет всего 50%.

Для согласования двухполюсника и нагрузки применяют электронные схемы или согласующие блоки, для того чтобы добиться максимального отбора мощности от источника.

Мощность ИТ и внутреннее сопротивление

Можно собрать последовательную схему, в которую войдут гальванический двухполюсник и сопротивление нагрузки. Двухполюсник, имеющий внутренний импеданс r и ЭДС – Е, отдаёт на внешнюю нагрузку R ток I. Задача цепи – питание электричеством активной нагрузки, выполняющей полезную работу. В качестве нагрузки может быть применена лампочка или обогреватель.

Рассматривая эту цепь, можно определиться с зависимостью полезной мощности от величины сопротивления. Для начала находят R-эквивалентное всей цепи.

Оно выглядит так:

Движение электричества в цепи находится по формуле:

В таком случае Р ЭДС на выходе составит Рвых. = E*I = E²/(R + r).

Далее можно найти Р, рассеиваемую при нагреве генератора из-за внутреннего сопротивления:

Pr = I² * r = E² * r/(R + r)².

На следующем этапе определяются с мощностью, отбираемой нагрузкой:

PR = I² * R = E² * R/(R + r)².

Общая Р на выходе двухполюсника будет равна сумме:

Это значит, что потери энергии изначально происходят при рассеивании на импедансе (внутреннем сопротивлении) двухполюсника.

Далее, чтобы увидеть, при какой величине нагрузки достигается максимальная величина полезной мощности Рполезн., строят график.

При его рассмотрении видно, что самое большое значение мощности – в точке, где R и r сравнялись. Это точка согласования сопротивлений генератора и нагрузки.

Внимание! Когда R > r, то ток, возникающий в цепи, мал для передачи энергии нагрузке с достаточной скоростью. При R Видео

Коэффициент полезного действия КПД изотермический

    Принципиальная схема детандерного расширения представлена на рис. 41. Детандерное расширение характеризуется постоянством энтропии процесса. Газ засасывается компрессором К при давлении pi и температуре Ti и изотермически сжимается до давления р2 (линия 1—2). Сжатый газ расширяется в детандере Д-Р до первоначального давления рь Теоретически расширение в детандере происходит при постоянной энтропии (линия 2—3) и газ должен охладиться при этом до температуры Тг. При этом работа, совершаемая 1 кг газа в детандере, равна /i2—h-л. В действительности процесс в детандере отклоняется от адиабатического и расширение происходит по политропе (линия 2—Энтальпия газа после расширения будет при этом h i, и работа, затрачиваемая в детандере, составит /дет = /1г— з-Отношение действительной работы к теоретической называется коэффициентом полезного действия детандера [c.124]
    Наименьшая работа, затрачиваемая компрессором на сжатие воздуха, будет наблюдаться при изотермическом процессе сжатия, который является идеальным процессом для компрессора, так как в этом случае не происходит нагревания воздуха. Ввиду этого вводят изотермический коэффициент полезного действия компрессора г),8. [c.265]

    Для оценки совершенства реального процесса сжатия газа в компрессоре, а также для сравнения машин различных конструкций сопоставляют действительный (политропический) расход работы в цилиндре с изотермическим или адиабатическим расходом работы. При этом соответственно получают два коэффициента полезного действия изотермический — т) з = из пол и адиабатический — — ад/ пол- Первый коэффициент характерен для хорошо охлаждаемых компрессоров, а второй — для работающих с недостаточным охлаждением. Работа трения поршня о цилиндр, штока в сальниках, вала в головках шатуна и в коренных подшипниках учитывается механическим коэффициентом полезного действия компрессора Таким образом, при часовой производительности компрессора О кг/с мощность на его валу выразится так (в кВт)  [c.144]

    Экономичность энергетического оборудования и передач принято определять коэффициентом полезного действия, представляющим отношение полученной энергии к затраченной. Компрессоры отличаются особенностью, что вся расходуемая на сжатие газа энергия, а для реального газа — почти вся, превращается в бросовое тепло, которое отводится охлаждающей водой или воздухом (иногда часть тепла уходит с нагнетаемым газом, но теряется по пути к потребителю). Таким образом, об экономичности работы компрессоров нельзя судить по нх к. п. д. в обычном понимании. Критерием экономичности работы компрессоров может служить изотермическая мощность, которую рассматривают как условный минимум. [c.97]

    Оценка к. п. д. и удельных показателей. Для оценки величины индикаторных потерь в компрессоре, вызванных несовершенством процессов сжатия и расширения, потерями давления и утечками, а также неполным охлаждением газа между ступенями, определяют следующие коэффициенты полезного действия изотермический к. п. д. компрессорной установки [c.77]

    В поршневых паровых машинах рабочее тело—водяной пар охлаждается не в рабочем цилиндре, а в отдельном конденсаторе, что ухудшает теоретический коэффициент полезного действия, но уменьшает практические потери теплоты. Цикл процессов в паровой машине, без учета неравновесности их, отражается циклом Рэнкина (рис. I. 5). Изобарно-изотермический процесс АВ отвечает испарению воды в котле и наполнению рабочего цилиндра. После отсечки пара (точка В) происходит адиабатическое расширение пара в цилиндре (кривая ВС), а затем выбрасывание охлажденного пара при обратном движении поршня (изобарно-изотермический процесс СО). Коэффициент полезного действия цикла Рэнкина с насыщенным паром равен 0,29—0,36, а с перегретым паром составляет 0,34—0,46. [c.46]


    Вследствие повышения температуры газа в конце всасывания уменьшается массовая производительность компрессора и растет удельная индикаторная работа а индикаторный изотермический коэффициент полезного действия соответственно снижается. [c.71]

    Лиз — коэффициент полезного действия нри изотермическом процессе (0,65—0,75) т]ад — то же при адиабатическом процессе (0,93 — 0,97)  [c.124]

    Коэффициент полезного действия газлифта Пл выражает отношение полезной работы на подъем 1 м жидкости рё Ям к расходу работы на сжатие удельного количества газа до требуемого давления р = Ро + Па, где ро — начальное давление сжимаемого газа. Полагая сжатие изотермическим и обозначив коэффициент полезного действия компрессора через получим уравнение [c.133]

    Q = -Qi-Q3- (В.5) Для того чтобы вычислить коэффициент полезного действия, надо знать величину Qi, т. е. величину тепловой энергии, которую надо поглотить, чтобы сохранить температуру идеального газа неизменной в процессе расширения. Внутренняя энергия идеального газа по определению не зависит от его объема и зависит только от его температуры. Поэтому при обратимом изотермическом расширении идеального газа [c.262]

    Действительная работа, измеренная на валу компрессора (Мв), больше изотермической на величину потерь энергии в компрессоре, которые оцениваются так называемым общим или полным изотермическим коэффициентом полезного действия компрессора—Величина у] з может колебаться в широких пределах в зависимости от совершенства конструкции и качества изготовления компрессора. Для поршневых компрессоров, применяемых в воздухоразделительных установках, значения т] з лежат в пределах от 0,4 до 0,64, в среднем [c.65]

    Работа L, затрачиваемая в компрессоре на политропическое сжатие 1 кг газа, может быть выражена через работу изотермического сжатия из, определяемую по уравнению (IV.7), и изотермический коэффициент полезного действия т] з, значение которого в первом приближении, по опытным данным, может быть принято равным = 0,59. Тогда, учитывая, что работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа, позволяет осуществить сжижение я кг газа, получим следующее выражение работы, затрачиваемой на сжижение [c.667]

    МЫХ циклах расширение воздуха в детандере происходит до достижения давления 59-10 н/м (6 ат) изотермический коэффициент полезного действия воздушного компрессора = 0,59, коэффициент полезного действия детандера т)дет — 0,65. [c.678]

    Процесс сжатия газа в компрессоре является политропическим, поэтому действительная работа сжатия I будет больше. Отношение изотермической работы сжатия к действительной l Jl называется изотермическим коэффициентом полезного действия (к. п. д.) т)из, который равен 0,5—0,65. [c.110]

    Действительная работа, измеренная на валу компрессора (iVв), больше изотермической на величину потерь энергии в компрессоре, которые оцениваются так называемым общим или полным изотермическим коэффициентом полезного действия компрессора—- з Величина т] з п может колебаться в широких пределах в зависимости от совершенства конструкции и качества изготовления компрессора. Для поршневых компрессоров, применяемых в воздухоразделительных установках, значения т з лежат в пределах от 0,4 до 0,64, в среднем 0,55—0,6. Если принять з.п=0,59, то формула для действительного расхода энергии на сжатие, измеренного на валу компрессора, примет вид  [c.65]

    Более эффективным охлаждением является межступенчатое, при этом процесс сжатия приближается к изотермическому. О степени совершенства процесса сжатия в турбокомпрессоре судят по величине его полного изотермического коэффициента полезного действия [c.189]

    Коэффициент Т1 называется экономическим коэффициентом полезного действия. Он равен отношению количества использованной для работы теплоты к количеству поглощенной теплоты. Как видим, этот коэффициент определяется также отношением разности температур изотермических процессов к температуре первого процесса расширения газа. [c.49]

    При заданной температуре Гг экономический к. п. д. (коэффициент полезного действия) будет тем выше, чем выше температура первого изотермического процесса. [c.49]

    Определим мощность компрессора при помощи теоретической мощности с соответствующим коэффициентом полезного действия при изотермическом или адиабатическом сжатии. [c.451]

    Коэффициент полезного действия цикла (холодильный коэффициент) при изотермическом сжатии для идеального случая [c.98]

    При осуществлении одного цикла в направлении А- В- С- О рабочее тело получает от нагревателя некоторое количество теплоты Q при изотермическом расщирении (А- В) и отдает охладителю некоторое количество теплоты Q2 при изотермическом сжатии Работа, выполненная машиной, по первому закону термодинамики должна равняться разности Ql—QКоэффициент полезного действия мащины [c.27]

    К поршневым компрессорам для воздухоразделительных установок предъявляются дополнительные требования. Эти компрессоры должны надежно и безотказно работать в условиях непрерывной длительной эксплуатации обеспечивать минимальную температуру воздуха в конце сжатия и в наименьшей степени загрязнять воздух примесями масла и продуктов его разложения иметь эффективно действующие воздухоохладительные устройства и масло-влагоотделители после каждой ступени сжатия, в том числе и последней ступени работать с высоким изотермическим коэффициентом полезного действия. [c.309]


    Так, для различных типов компрессоров, сжимающих воздух до давления — 0,8 Мн/м (8 кГ/см ), с ростом номинальной производительности V изотермический коэффициент полезного действия 7]из увеличивается (рис. 1). Удельная масса (отношение собственной массы компрессора т ъ кг к его производительности V в м /ч) с увеличением производительности машины у поршневых компрессоров растет, а у центробежных — падает (рис. 2). Зоны, заштрихованные между кривыми 1, 2 и 3 [c.6]

    Механические потери в центробежных и осевых компрессорах относительно малы. У больших машин механические потери составляют в ряде случаев менее 1%, а у малых машин — 2% н более. Коэффициентом полезного действия на муфте называется отношение мощности, затрачиваемой в идеальном компрессоре, который работает без потерь, к общей действительной мощности, подведенной к компрессору от привода. Считается, что в машинах, работающих без охлаждения газа, идеальное сжатие протекает адиабатически, а в компрессорах, работающих с охлаждением газа в процессе сжатия, — изотермически при постоянной температуре, равной температуре газа на всасывании. [c.52]

    По расчетам автора, расход энергии для цикла с турбодетандером, работающим на давлении 6 ат н с коэффициентом полезного действия детандера 0,8, составляет 1,60 квт-ч на 1 кг жидкого воздуха при изотермическом коэффициенте полезного действия компрессора 0,6. При расчете принята недорекуперация 5 град и потери в окру>((аю-щую среду 2 ккал на 1 лг перерабатываемого воздуха. [c.58]

    Применение только турбинных машин дает возможность достигнуть в одном агрегате очень большой производительности. При изотермическом коэффициенте полезного действия турбокомпрессора 0,65 расход энергии на 1 кг жидкого воздуха может быть снижен до 1,40 квт-ч. При дальнейшем повышении к, п. д. турбокомпрессора расход энергии будет соответственно понижаться. [c.58]

    Работа L, затрачиваемая в компрессоре на политропическое сжатие 1 кг газа, мо-5кет быть выражена через работу изотермического сжатия э, определяемую по уравнению (IV,7), и изотермический коэффициент полезного действия Чиз. значение которого [c.667]

    Исходя из предположения, что газификация чистого углерода протекает до конца только то реакциям (2), (3) и (б), т. е. при температуре выше 1200° в присутствии избытка углерода, можно определить теоретические условия идеального процесса газификации, при которых достигается максимальная степень превращения углерода в активные при синтезах газовые к0М П0нен-ты — СО и Нг. Реальные условия процесса газификации весьма отличаются от условий идеальной газификации, поскольку в большинстве случаев температура в процессе газификации ниже указанной. При более низких температурах, кроме реакции (2), (3) и (5), протекают также реакция (7) и реакция (9) образования метана. Коэффициент полезного действия ироцесса газификации угля (или выход) определяется отношением теплотворной способности общего количества образовавшихся СО (3020 ккал/н.адЗ) и Нг (2570 ккал1нм ) к теплотворной способности подвергшегося газификации углерода (8080 ккал/кг). Этот коэффициент в указанных условиях идеального процесса газификации был бы максимальным. Если идеальная газификация протекает как изотермический процесс, могут образоваться газы, -характеристика которых приведена в табл. 3. [c.28]

    Изотермическое расширение. На практике процессы изотермического расширения осуществить обычно довольно трудно вследствие недостаточной теплопроводпости тем пе мепее интересгго провести сравнение термодинамических свойств такого течения с более обычным адиабатическим течением. Полученные уравнения могут найти практическое примепение в системах, в которых тепло передается к газу от внешнего термостата при температуре тормоя ения потока (системы, находящиеся под давлением). При этих условиях изотермическое расширение дает верхний предел коэффициента полезного действия процесса расширения. Процессы изотермического расширения в ракетных соплах были рассмотрены теоретически [9], по вследствие малого времени пребывания частиц газа в сопле практическое использование этих процессов, по-видимому, неосуществимо. [c.46]

    В неправильно спроектированной камере сгорания значения температуры Го обычно низкие. Приведенные в 3 уравнения для параметров эффективности показывают, что это всегда приводит к уменьшению скорости истечения. Если горение продолжается при расширении, то это обычно позволяет частично восстановить потерянную теплоту горения, но полное восстановление теоретически невозмолсно, так как выделение тепла прп низких давлениях вызывает понижение идеального термодинамического коэффициента полезного действия. Горение при истечении вызывает уменьшение скорости падения температуры, вследствие чего уменьшается кажущееся значение у. (Этот эффект более подробно был рассмотрен в последней части 2 в пункте Изотермическое расширение.) Неполное горение в ракетных двигателях обычно можно заметить по появлению большого факела пламени на выходе из сопла, возникающего вследствие догорания. [c.52]

    Анализ внутреннего коэффициента полезного действия показывает, что работа, затрачиваемая на сжатие газа (в случае невозможности использования тепла), уменьшается по мере приближения показателя п политропы к единице или самого процесса—к изотермическому. Если практически невозможно достичь изотермического процесса, то, применяя охлаждение непосредственно в ступени при сжатии газа, можно уменьшить значение показателя п политропы процесса и этим сократить расход энергии. Разумеется, что такую систему охлаждения, называемую внутренней, конструктивно очень трудно выполнить. Однако все же она находит применение. На рис. 16, б показаны процессы одиннадцатиступенчатого компрессора с внутренним охлаждением. [c.71]


2. Понимание концепций эффективности

2. Понимание концепций эффективности

Что такое эффективность?

02.     По сути, эффективность показывает, насколько хорошо организация использует свои ресурсы для производства товаров и услуг. Таким образом, он фокусируется на ресурсах (входах), товарах и услугах (выходах) и скорости (производительности), с которой вложения используются для производства или доставки результатов. Чтобы полностью понять значение «эффективности», необходимо понимать следующие термины: входы, выходы (включая количество и качество), производительность и уровень обслуживания.

  • Затраты – это ресурсы (например, человеческие, финансовые, оборудование, материальные средства, помещения, информация, энергия и земля), используемые для производства продукции.
  • Продукция – это товары и услуги, производимые для удовлетворения потребностей клиентов. Выходные данные определяются с точки зрения количества и качества и поставляются в рамках параметров, относящихся к уровню обслуживания (см. Рисунок 1 ).
  • Количество относится к количеству, объему или количеству произведенной продукции. Например, количество выданных паспортов, количество обработанных налоговых деклараций, количество заявителей, отобранных в качестве иммигрантов, и площадь обслуживаемых помещений.
  • Качество относится к различным атрибутам и характеристикам результатов, таким как надежность, точность, своевременность, вежливость обслуживания, безопасность и комфорт.
    • Производительность есть отношение количества приемлемых произведенных товаров и услуг (выходов) к количеству ресурсов (входов), использованных для их производства. Производительность выражается в виде соотношения, такого как стоимость или время на единицу продукции.
    • Уровень обслуживания относится к «богатству» обслуживания с точки зрения таких характеристик, как доступность, опции, частота и время отклика.Стандарты уровня обслуживания иногда определяются законом, положениями или политиками. Такие стандарты могут влиять как на качество, так и на стоимость обслуживания.

03.     Персонал и рабочие процессы, среди прочих факторов, определяют скорость, с которой ресурсы потребляются при производстве товаров или услуг. Таким образом, персонал и рабочие процессы влияют на производительность операции.

04.     Эффективность — понятие относительное. Он измеряется путем сравнения достигнутой производительности с желаемой нормой, целью или стандартом.Достигнутое количество и качество продукции, а также уровень предоставляемых услуг также сравниваются с целями или стандартами, чтобы определить, в какой степени они могли вызвать изменения в эффективности. Эффективность повышается, когда большее количество продукции данного качества производится с теми же или меньшими затратами ресурсов, или когда такое же количество продукции производится с меньшим количеством ресурсов. Эти взаимосвязи показаны на рис. 2 .

Как эффективность связана с экономией и эффективностью?

05.Эффективность — это только один из аспектов эффективности государственной программы или операции. Аудиторы должны быть в равной степени осведомлены и о других аспектах деятельности, включая экономичность и эффективность.

06.     Должное внимание к экономике требует, чтобы ресурсы соответствующего количества и качества были получены с наименьшими затратами. Поскольку эффективность вытекает из соотношения между входными и выходными ресурсами, понятия эффективности и экономии неразрывно связаны. Экономичное приобретение ресурсов способствует повышению эффективности за счет минимизации стоимости используемых ресурсов.

07.     Вопросы об эффективности пересекаются с вопросами об эффективности и выходят за их пределы, затрагивая программные эффекты и воздействия (результаты). Эффективность тесно связана с результативностью, поскольку она является важным фактором при определении наименее затратного метода достижения желаемых результатов.

08.     Как взаимосвязаны экономичность, эффективность и результативность, показано на Рис. 3 .

Операции аудита с неоднородными выходами

09.     Государственные операции охватывают широкий спектр работы, начиная от повторяющихся канцелярских задач и заканчивая сложным интеллектуальным анализом, а также от ручных задач до автоматизированных операций с использованием дорогостоящего оборудования и технологий.Эффективность некоторых операций с неодинаковыми выходными данными бывает трудно измерить. Примеры таких операций включают планирование, разработку политики, исследования, функции консультативной поддержки, административные накладные расходы и управление проектами.

10.     Измеряемые операции имеют много общего с трудноизмеримыми операциями. Например, оба типа операций должны планироваться, учитываться в бюджете, управляться, отслеживаться и контролироваться. Обычно у всех операций есть клиенты, которые получают услугу или товар.Основное различие заключается в сложности измерения и оценки эффективности на основе соотношения результатов и затрат.

11.     Обязательство менеджера проявлять осмотрительность в использовании ресурсов относится ко всем операциям, в том числе к тем, эффективность которых трудно измерить. Все подлежащие аудиту операции, независимо от сложности измерения их эффективности, должны быть проверены, чтобы определить, продемонстрировало ли руководство должное внимание к эффективности.

12.В тех случаях, когда эффективность операции трудно измерить, ожидается, что аудиторы проверят, подходят ли средства контроля, операционные процессы и методы работы для минимизации затрат ресурсов на поставку требуемых товаров и услуг или для максимизации результатов при заданных ресурсах. Ниже приведены несколько примеров действий, которые аудиторы могут рассматривать как свидетельство должного внимания руководства к эффективности:

  • Проведение периодических обзоров для устранения избыточных операций и промежуточных или внутренних результатов, не влияющих на конечные результаты организации (например,г., административные и служебные функции, бесполезные отчеты).
  • Использование информации об управлении проектом, включающей достигнутые вехи по сравнению с запланированными, фактические даты по сравнению с намеченными датами, а также использованные ресурсы по сравнению с бюджетными.
  • Сравнение общих и составных затрат на операции (включая накладные расходы) с затратами в других подобных организациях.
  • Сокращение уровней контроля, ускорение принятия решений и создание большего количества общих служб.
  • Рационализация продуктов и услуг для лучшего удовлетворения потребностей внутренних и внешних клиентов и прекращение производства продуктов, которые больше не нужны.
  • Сокращение эксплуатационных расходов за счет передачи работ на подряд, когда это оправдано.
  • Повышение качества и уровня обслуживания для удовлетворения потребностей пользователей без увеличения затрат.
  • Разработка более совершенных систем и методов работы, включая надлежащее использование технологий.
  • Повышение производительности персонала за счет лучшего оборудования, обучения и развития, улучшения условий труда, стимулов и признания хорошей работы.
  • Выявление новых возможностей для применения передового опыта на основе соответствующих сравнений с другими департаментами, другими юрисдикциями или частным сектором.
Эффективность измерения

13.     Информация об эффективности необходима руководству для определения того, соответствует ли достигнутый уровень эффективности приемлемому стандарту. Это также необходимо для сравнения уровней эффективности до и после корректирующих действий.

14.     Эффективность и связанные с ней факторы, как правило, лучше всего измерять и отслеживать с помощью семейства показателей, ориентированных, например, на различные аспекты количества, качества и уровня обслуживания.Цель использования семейства индикаторов состоит в том, чтобы понять, как связанные операционные факторы влияют на эффективность операции. Затем соответствующие факторы можно контролировать для повышения эффективности.

15.      Измерительные входы. Затраты (например, труд, материальные средства или капитал) могут быть измерены либо в физическом, либо в денежном выражении. Затраты труда, например, могут измеряться в единицах времени или долларах. Материальные и капитальные ресурсы обычно измеряются в долларах.

16. Измерение выходов. Выходы некоторых операций одинаковы. Эти результаты можно легко подсчитать, а количество потребляемых ресурсов также можно измерить, чтобы рассчитать эффективность их производства. Если результаты неравномерны, их нецелесообразно считать стандартными единицами продукции, требующими одинакового количества ресурсов для расчета эффективности.

17.      Стандарты эффективности. Стандарты обеспечивают точку отсчета или эталон для измерения и оценки эффективности.Различные виды стандартов могут использоваться в качестве ориентиров, если они представляют разумный уровень ожидаемой эффективности.

  • Технические стандарты. Они разработаны с использованием хорошо зарекомендовавших себя методов измерения работы. Таким образом, разработанные стандарты обеспечивают надежную основу для измерения и оценки уровней эффективности.
  • Исторические стандарты. Коэффициенты производительности, представляющие эффективность, достигнутую в прошлом, могут использоваться в качестве основы для оценки текущих уровней эффективности.
  • Организационные сравнения (бенчмаркинг). Сравнение со стандартами, основанными на достижениях других организаций, выполняющих аналогичную работу и считающихся лидерами в своей области, или сравнение с общепринятыми отраслевыми или деловыми стандартами — это другие способы оценки эффективности организации.
  • Загрузка мощностей. Эффективность персонала, оборудования, объектов и т. д. сильно зависит от того, насколько продуктивно используются такие ресурсы по отношению к времени, доступному для использования.Использование выражается в процентах от доступной емкости, которая фактически используется.

Что такое энергоэффективность? | ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЗВЕЗДА

Определение

Проще говоря, энергоэффективность означает использование меньшего количества энергии для выполнения той же работы, а также сокращение счетов за электроэнергию и уменьшение загрязнения окружающей среды.Многие продукты, дома и здания потребляют больше энергии, чем им на самом деле нужно, из-за неэффективности и растраты энергии. Энергоэффективность — один из самых простых способов устранить потери энергии и снизить затраты на энергию. Это также один из самых экономически эффективных способов борьбы с изменением климата, очистки воздуха, которым мы дышим, помощи семьям в покрытии их бюджета и помощи предприятиям в увеличении прибыли. Миллионы американских потребителей и предприятий выбирают энергоэффективные продукты или инвестируют в них.

Примеры энергоэффективности

Везде, где используется эта энергия, есть возможность повысить эффективность.Некоторые продукты, такие как энергосберегающие лампочки, просто потребляют меньше энергии для производства того же количества света. Другие продукты не используют энергию напрямую, но они повышают общую эффективность и комфорт дома или здания (например, теплоизоляция или окна).

  • Лампы: Светодиодная лампа, отмеченная знаком ENERGY STAR, потребляет на 70-90 % меньше энергии, чем лампа накаливания, при таком же освещении.
  • Окна: Энергосберегающие окна изготавливаются из материалов, уменьшающих теплообмен и утечку воздуха, что означает, что вам не требуется столько энергии для обогрева или охлаждения помещения.
  • Изоляция: Добавление дополнительной изоляции на чердак предотвратит утечку теплого воздуха зимой. Летом не пропускает горячий воздух. С хорошей изоляцией вам не нужно будет использовать столько энергии, чтобы согреть дом зимой или охладить его летом.
  • Интеллектуальные термостаты: Интеллектуальные термостаты — это устройства с поддержкой Wi-Fi, которые управляют обогревом и охлаждением в вашем доме, изучая ваши температурные предпочтения и планируя автоматическую настройку на энергосберегающие температуры, когда вы спите или отсутствуете.Они могут помочь вам снизить счета за электроэнергию, не тратя деньги на обогрев или охлаждение пустующего дома.
  • Управление питанием компьютера: Компьютеры можно настроить на автоматический переход в «спящий» режим с низким энергопотреблением, когда они не используются.
  • Дома. Типичное домашнее хозяйство тратит около 1900 долларов США в год на счета за электроэнергию и может ежегодно экономить 24% или более (около 450 долларов США), переходя на эффективные продукты, сертифицированные ENERGY STAR.
Энергоэффективность защищает окружающую среду

Большинство выключателей и розеток получают электричество от близлежащих электростанций.Эти электростанции обычно сжигают ископаемые виды топлива, такие как природный газ и уголь. Побочным продуктом сжигания ископаемого топлива является выброс парниковых газов, таких как двуокись углерода, которые способствуют изменению климата. Дополнительная информация о парниковых газах.

Эти выбросы электростанций также содержат другие вредные загрязнители воздуха, такие как оксиды азота, диоксид серы и твердые частицы, которые делают воздух нездоровым. Узнайте о распространенных загрязнителях воздуха.

Ископаемое топливо также часто сжигают непосредственно для обогрева наших зданий, например, в печах и котлах, а также для нагрева воды и приготовления пищи.Это может повлиять на качество воздуха в помещении в вашем доме, а также способствовать загрязнению воздуха снаружи. Более эффективно используя энергию, мы можем помочь сократить выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха, бороться с угрозой изменения климата и помочь защитить свое здоровье и окружающую среду.

Энергоэффективность экономит деньги

Снижая энергопотребление, энергоэффективность сокращает ежемесячные счета за электроэнергию и делает энергию более доступной для предприятий и семей. Некоторые энергосберегающие продукты стоят дороже, чем другие варианты, но они обычно экономят ваши деньги в долгосрочной перспективе.Например, энергоэффективный электрический водонагреватель с тепловым насосом может стоить примерно на 700 долларов больше, чем стандартный электрический водонагреватель, но экономия энергии обычно составляет до 3500 долларов в течение срока службы оборудования. Как видите, более высокая покупная цена более чем компенсируется постоянной экономией на счетах, что снижает затраты на электроэнергию для потребителей и предприятий. Чтобы преодолеть этот первоначальный ценовой барьер, многие коммунальные предприятия предлагают скидки в размере от 150 до 1000 долларов США на стоимость водонагревателя с тепловым насосом.Найдите информацию о скидках и других скидках.

Энергоэффективность помогает решить проблему энергетической справедливости

Сокращая ежемесячные счета за электроэнергию, энергоэффективность может уменьшить нагрузку на оплату энергии, особенно для семей с высокой нагрузкой на энергию — это означает, что больший процент их дохода идет на оплату счетов за электроэнергию, чем среднестатистическое домохозяйство. Установка энергосберегающих продуктов, таких как лампочки, окна или эффективные бытовые приборы, может помочь снизить энергопотребление домохозяйства, сделав энергию более доступной.Семьи, испытывающие энергетическую нестабильность, могут столкнуться с трудным выбором между ежемесячной оплатой счетов за электроэнергию или питанием на столе. Энергоэффективность может помочь домохозяйствам в финансовом отношении и улучшить здоровье, комфорт и безопасность семей в их домах.

ENERGY STAR поможет вам найти энергоэффективные товары и дома

ENERGY STAR — это простой выбор энергоэффективности, позволяющий легко найти продукты, которые сэкономят ваши деньги и защитят окружающую среду.Агентство по охране окружающей среды США (EPA) гарантирует, что каждый продукт, получивший маркировку, прошел независимую сертификацию для обеспечения эффективности и экономии, на которые рассчитывают потребители. Найдите продукты, сертифицированные ENERGY STAR.

Дома, сертифицированные по стандарту

ENERGY STAR, как минимум на 10 % более энергоэффективны, чем дома, построенные в соответствии с нормами, и обеспечивают улучшение в среднем на 20 %, предоставляя домовладельцам лучшее качество, производительность и комфорт. Найдите дома, сертифицированные ENERGY STAR.

ENERGY STAR помогает американским предприятиям экономить деньги и сокращать загрязнение окружающей среды

Предприятия также могут сэкономить деньги и помочь защитить окружающую среду, сделав свои здания более энергоэффективными. Здания, сертифицированные ENERGY STAR, потребляют на 35 процентов меньше энергии, чем обычные здания. Узнайте больше о том, как предприятия могут экономить энергию.

Наша одержимость эффективностью разрушает нашу устойчивость

Кратко об идее
Проблема

Менеджмент стал рассматриваться как наука, целью которой является повышение эффективности коммерческих предприятий.Но целеустремленное стремление к эффективности делает бизнес менее устойчивым.

Почему это происходит

Предприятия, которые неизменно более эффективны, зарабатывают все большую долю доступной прибыли и могут начать играть на рынке — и со временем отрасли консолидируются вокруг единой доминирующей бизнес-модели. Такой результат сопряжен с высоким риском катастрофического сбоя и высокой вероятностью эксплуатации.

Решение

Деловое, государственное и управленческое образование должно уделять больше внимания организационной устойчивости.Это будет включать в себя ограничение размера бизнеса, усиление трения в мировой торговле и на рынках капитала, предоставление долгосрочным инвесторам большего права голоса в принятии стратегических решений, создание рабочих мест с более богатыми возможностями для обучения и предложение образовательных программ, которые сочетают в себе эффективность и устойчивость.

В своей знаменательной работе 1776 года «Богатство народов» Адам Смит показал, что разумное разделение труда может сделать коммерческое предприятие гораздо более продуктивным, чем если бы каждый рабочий брал на себя личную ответственность за создание конечного продукта.Четыре десятилетия спустя в «О принципах политической экономии и налогообложения» Давид Рикардо развил этот аргумент в своей теории сравнительных преимуществ, утверждая, что, поскольку для португальских рабочих более эффективно производить вино, а для английских рабочих — сукно, каждая группа лучше сосредоточиться на своей области преимущества и торговать с другим.

Эти идеи отразили и привели к промышленной революции, которая была связана как с технологическими инновациями, которые сокращали отходы и повышали производительность, так и с применением новых технологий.Представления о том, что то, как мы организуем работу, может влиять на производительность больше, чем индивидуальные усилия, и что специализация создает коммерческие преимущества, лежат в основе изучения менеджмента и по сей день. В этом смысле Смит и Рикардо были предшественниками Фредерика Уинслоу Тейлора, который выдвинул идею о том, что менеджмент можно рассматривать как науку, положив тем самым начало движению, которое достигло своего апогея благодаря У. Эдвардсу Демингу, чья система всеобщего управления качеством была разработана для устранения все отходы производственного процесса.

Смит, Рикардо, Тейлор и Деминг вместе превратили менеджмент в науку, целью которой было устранение потерь — времени, материалов или капитала. Вера в чистое достоинство эффективности никогда не меркнет. Она воплощена в многосторонних организациях, таких как Всемирная торговая организация, деятельность которых направлена ​​на повышение эффективности торговли. Он закреплен в Вашингтонском консенсусе посредством либерализации торговли и прямых иностранных инвестиций, эффективных форм налогообложения, дерегулирования, приватизации, прозрачных рынков капитала, сбалансированных бюджетов и правительств, борющихся с расточительством.И это продвигается в классах каждой бизнес-школы на планете.

Устранение отходов звучит как разумная цель. Почему мы , а не хотим, чтобы менеджеры стремились к еще более эффективному использованию ресурсов? Тем не менее, как я утверждаю, чрезмерное внимание к эффективности может привести к поразительно негативным последствиям, вплоть до того, что сверхэффективные предприятия создают потенциал для социальных беспорядков. Это происходит потому, что вознаграждения, возникающие в результате эффективности, становятся все более и более неравными по мере повышения этой эффективности, создавая высокую степень специализации и предоставляя постоянно растущую рыночную власть наиболее эффективным конкурентам.В результате бизнес-среда становится чрезвычайно рискованной, а высокие доходы достаются все более ограниченному числу компаний и людей — результат, который явно неустойчив. Я считаю, что лекарство состоит в том, чтобы бизнес, правительство и образование больше сосредоточились на менее непосредственном источнике конкурентного преимущества: устойчивости. Это может снизить краткосрочные выгоды от эффективности, но в долгосрочной перспективе создаст более стабильную и справедливую деловую среду. В заключение я описываю, что может включать программа обеспечения устойчивости.

Чтобы понять, почему безжалостное сосредоточение на эффективности так опасно, мы должны сначала изучить наши самые основные предположения о том, как распределяются выгоды от экономической деятельности.

Результаты не случайны

При прогнозировании экономических результатов — доходов, прибыли и т. д. — мы часто предполагаем, что любые выплаты на индивидуальном уровне случайны: они продиктованы случайностью. Конечно, на самом деле это не так; Выплаты определяются множеством факторов, в том числе выбором, который мы делаем.Но эти факторы настолько сложны, что, насколько мы можем судить, экономические результаты могут также определяться случайностью. Случайность — это упрощающее предположение, которое соответствует тому, что мы наблюдаем.

Если экономические результаты случайны, статистика говорит нам, что они будут следовать распределению Гаусса: при отображении на графике подавляющее большинство выплат будет близко к среднему, и чем дальше мы движемся в том или ином направлении, тем меньше и меньше их будет. Это иногда называют нормальным распределением, потому что многие вещи в нашем мире следуют этому образцу, включая такие человеческие черты, как рост, вес и интеллект.Ее также называют колоколообразной кривой из-за ее формы. По мере добавления точек данных целое становится все более нормально распределенным.

Сверхэффективные предприятия создают потенциал для социальных беспорядков.

Поскольку распределение Гаусса так распространено в жизни человека и в природе, мы склонны ожидать его во всех областях. Мы считаем, что результаты распределяются и должны распределяться нормально — не только в физическом мире, но и в мире в целом.

Например, мы ожидаем, что распределение личных доходов и производительности компаний в отраслях будет примерно гауссовым, и мы строим наши системы и направляем наши действия соответственно.Классический способ думать об отрасли, как бы она ни определялась, состоит в том, что в ней будет небольшое количество победителей, небольшое количество проигравших (которые, вероятно, уходят из бизнеса) и множество конкурентов, сгруппированных посередине. В такой среде большинство достижений в области эффективности быстро стираются, поскольку их перенимают другие, а по мере того, как фирмы терпят неудачу, их заменяют новые. Именно эта идеализированная форма конкуренции и является целью антимонопольной политики. Мы не хотим, чтобы какая-либо отдельная фирма стала настолько крупной и могущественной, что это привело бы к нарушению распределения.И если результаты действительно следуют случайному распределению, а конкурентное преимущество сохраняется недолго, конкуренция за эффективность является устойчивой.

Но данные не подтверждают предположение о случайности экономических результатов. На самом деле, повышение эффективности создает прочное преимущество для некоторых игроков, а результаты распределяются по совершенно другому типу распределения, названному в честь итальянского экономиста Вильфредо Парето, который более века назад заметил, что 20 % итальянцев владеют 80 % акций. земля страны.В распределении Парето подавляющее большинство инцидентов сгруппировано на нижнем конце, а хвост на верхнем конце расширяется и расширяется. Нет значимого среднего или медианы; раздача не стабильна. В отличие от того, что происходит в распределении Гаусса, дополнительные точки данных делают распределение Парето еще более экстремальным.

Это происходит потому, что исходы Парето, в отличие от гауссовских, не независимы друг от друга. Рассмотрим высоту — признак, который, как уже упоминалось, отслеживает гауссово распределение.Низкорослость одного человека не влияет на рост другого человека, поэтому рост (внутри каждого пола) распределяется нормально. Теперь подумайте о том, что происходит, когда кто-то решает, на кого подписаться в Instagram. Как правило, он или она смотрит, сколько подписчиков у разных пользователей. Люди с несколькими даже не попадают в набор рассмотрения. И наоборот, известные люди с большим количеством подписчиков — например, Ким Кардашьян, у которой, по последним подсчетам, было 115 миллионов — сразу становятся привлекательными кандидатами , потому что у них уже много подписчиков.Эффект — много последователей — становится причиной большего эффекта: дополнительных последователей. Таким образом, подписчики в Instagram отслеживают распределение Парето: очень немногие люди имеют львиную долю подписчиков, а большая часть людей имеет лишь несколько. Среднее количество подписчиков составляет от 150 до 200 — ничтожная часть того, что есть у Ким Кардашьян.

То же самое относится и к богатству. Количество денег в мире в любой момент конечно. Каждый доллар, который у вас есть, — это доллар, который не доступен никому другому, и ваш заработок доллара не зависит от заработка доллара другим человеком.Более того, чем больше у вас долларов, тем легче заработать больше; как говорится, нужны деньги, чтобы делать деньги. Как нам часто говорят, 1% самых богатых американцев владеет почти 40% богатства страны, а 90% самых бедных — всего 23%. Самый богатый американец в 100 миллиардов раз богаче самого бедного американца; Напротив, самый высокий взрослый американец менее чем в три раза выше самого маленького роста, что еще раз демонстрирует, насколько шире разброс результатов в распределении Парето.

Мы находим аналогичную поляризацию в географическом распределении богатства.Богатые все больше концентрируются в нескольких местах. В 1975 году 21% из 5% самых богатых американцев жили в 10 самых богатых городах. К 2012 году доля увеличилась до 29%. То же самое относится и к доходам. В 1966 году средний доход на душу населения в Сидар-Рапидс, штат Айова, был равен доходу в Нью-Йорке; сейчас он отстает на 37%. В 1978 году Детройт был на одном уровне с Нью-Йорком; сейчас он отстает на 38%. Сан-Франциско был на 50% выше среднего по стране в 1980 году; теперь он на 88% выше. Сопоставимые цифры для Нью-Йорка составляют 80% и 172%.

Результаты бизнеса также, кажется, смещаются в сторону распределения Парето. Консолидация отрасли становится все более распространенным явлением в развитых странах: во все большем количестве отраслей прибыль концентрируется в руках нескольких компаний. Например, 75% промышленности США стали более концентрированными за последние 20 лет. В 1978 году 100 самых прибыльных фирм заработали 48% прибыли всех публичных компаний вместе взятых, но к 2015 году эта цифра достигла невероятных 84%. Истории успеха так называемой новой экономики в некоторой степени ответственны за это: динамика платформенных предприятий, где конкурентные преимущества часто проистекают из сетевых эффектов, быстро превращает распределения Гаусса в распределения Парето, как в случае с Ким Кардашьян и Instagram.

Давайте посмотрим, как стремление к эффективности вписывается в эту динамику, а также роль так называемых монокультур и то, как власть и личные интересы заставляют некоторых игроков играть с системой, что приводит к губительным результатам.

Давление для консолидации

Исследователи сложности

, в том числе Билл МакКелви из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, определили несколько факторов, которые систематически подталкивают результаты к распределению Парето. Среди них давление на рассматриваемую систему и простота связи между ее участниками.Подумайте о куче песка — любимой иллюстрации теоретиков сложности. Вы можете добавлять тысячи песчинок одну за другой, не вызывая коллапса; каждое зерно практически не влияет. Но затем одно дополнительное зерно запускает цепную реакцию, в которой рушится вся куча; вдруг одно зерно имеет огромный эффект. Однако если бы куча песка находилась в условиях невесомости, она бы не рухнула. Он падает только тогда, когда гравитация тянет это последнее зерно вниз, сотрясая другие зерна.

В бизнес-результатах эквивалентом гравитации является эффективность.Рассмотрим индустрию обращения с отходами в США. Когда-то по всей стране существовали тысячи небольших компаний по обращению с отходами — сборщиков мусора. У каждого было от одного до нескольких грузовиков, обслуживающих клиентов по определенному маршруту. Рентабельность этих тысяч компаний распределялась довольно нормально. Большинство из них сгруппировались вокруг среднего значения, при этом некоторые высокоэффективные и крупные компании получают более высокую прибыль, а некоторые более слабые компании получают более низкую прибыль.

100 самых прибыльных U.S. фирмы зарабатывают 84% прибыли всех государственных фирм.

Затем появился Уэйн Хьюзенга, основатель Waste Management (WM). Глядя на структуру затрат бизнеса, он увидел, что двумя важными факторами были приобретение грузовиков (автомобили были дорогими, а поскольку они использовались интенсивно, их нужно было регулярно заменять) и техническое обслуживание и ремонт (интенсивное использование делало это как критическим, так и критическим). дорого). Каждый мелкий игрок покупал грузовики по одному или, может быть, по нескольку за раз и содержал ремонтную базу для обслуживания своего небольшого автопарка.

Хуизенга понял, что если он приобретет несколько маршрутов в заданном регионе, возможны две вещи. Во-первых, у него было бы гораздо больше рычагов воздействия на производителей грузовиков, и он мог бы приобретать автомобили дешевле. Во-вторых, он мог закрыть отдельные ремонтные мастерские и построить единую, гораздо более эффективную. По мере того, как он продвигался вперед, эффект — большая эффективность — становился причиной еще большего эффекта. Huizenga накопил ресурсы, чтобы продолжать покупать небольшие мусорные компании и расширяться на новые территории, что сделало WM еще больше и эффективнее.Это оказывало конкурентное давление на всех мелких операторов, потому что WM мог прийти на их территории и перебить их. Эти более мелкие фирмы могут либо потерять деньги, либо продать их WM. Успех Хуизенги означал огромное увеличение давления на систему.

Подобно рушащейся песочной куче, отрасль быстро консолидировалась, и WM стал доминирующим игроком, получая самые высокие прибыли; товарищ по консолидации, Республика Услуги как второй по величине игрок, получающий приличную прибыль; несколько значительно более мелких потенциальных консолидаторов, получающих небольшую прибыль; и множество крошечных компаний, в основном работающих на уровне прожиточного минимума.Сегодня отрасль структурирована как распределение Парето, где победитель получает больше всех. В 2017 году компания заработала более 14 миллиардов долларов; Хуизенга умер (в марте 2018 года) мультимиллиардером.

Если WM так высокоэффективен, почему мы должны возражать? Разве не выигрывают все потребители, и имеет ли значение, выдает ли WM или группа мелких фирм зарплату санитарным работникам? Ответ заключается в том, что сверхэффективная доминирующая модель повышает риск катастрофического отказа. Чтобы понять почему, обратимся к примеру из сельского хозяйства.

Проблема с монокультурами

Миндаль когда-то выращивали в ряде мест в Америке. Но некоторые места показали себя лучше, чем другие, и, как и в большинстве производственных контекстов, за счет консолидации можно было получить эффект масштаба. Как оказалось, Центральная долина в Калифорнии идеально подходит для выращивания миндаля, и сегодня там производится более 80% миндаля в мире. Это классический бизнес-пример того, что биологи называют монокультурой: одна фабрика производит продукт, одна компания доминирует в отрасли, одна программа доминирует над всеми системами.

Такая эффективность имеет свою цену. Миндальная промышленность избавилась от избыточности или слабины, и в процессе этого она потеряла страховку, которую обеспечивает избыточность. Одно экстремальное местное погодное явление или один пагубный вирус могут уничтожить большую часть мирового производства.

И консолидация имеет эффект домино. Калифорнийский миндаль нужно опылять в одно и то же время, потому что деревья растут в одной почве и переживают одинаковую погоду.Это требует доставки ульев со всей Америки. В то же время широко распространенные пчелиные эпидемии вызвали беспокойство по поводу способности населения США опылять все растения, которые нуждаются в работе пчел. Одна из теорий об эпидемиях состоит в том, что из-за того, что ульи перевозят по стране, как никогда раньше, для такого монокультурного опыления, сопротивление пчел ослабло.

Власть и корысть

Как мы видели на примере WM, еще одним результатом эффективных систем является то, что самый эффективный игрок неизбежно становится самым сильным.Учитывая, что люди действуют в значительной степени из личных интересов, чем эффективнее становится система, тем выше вероятность того, что эффективные игроки будут ее обыгрывать, и когда это происходит, цель эффективности перестает быть долгосрочной максимизацией общей общественной ценности. . Вместо этого под эффективностью начинают понимать то, что приносит наибольшую немедленную пользу доминирующему игроку.

Вы можете увидеть эту динамику на рынках капитала, где ключевые корпоративные лица, принимающие решения, объединяются с крупнейшими акционерами.Это выглядит так: институциональные инвесторы поддерживают компенсацию на основе акций для руководителей высшего звена. Затем руководители принимают меры по сокращению заработной платы и сокращению расходов на НИОКР и капиталовложений, и все это во имя эффективности. Немедленные сбережения увеличивают денежный поток и, следовательно, вызывают скачок цены акций. Эти инвесторы, особенно активно торгующие хедж-фондами, и руководители затем продают свои активы, чтобы получить краткосрочную прибыль, почти наверняка возвращаясь после падения цены.Их достижения обходятся дорого. Самые очевидные проигравшие — это сотрудники, которых увольняют из-за того, что компания идет на спад. Но долгосрочные акционеры также проигрывают, потому что будущее компании находится под угрозой. И клиенты страдают из-за качества продукции, которое находится под угрозой, поскольку компания сокращает свои инвестиции в усовершенствования.

Сверхэффективная доминирующая модель повышает риск катастрофического сбоя.

Сторонники ценности для акционеров утверждают, что конкуренция со стороны новичков с превосходными продуктами и услугами компенсирует это: новички будут нанимать уволенных работников, клиенты будут стекаться к их продуктам, а акционеры переключатся на инвестиции, которые обещают более высокую прибыль.Но это предполагает, что рынок очень динамичен и что власть не сосредоточена в руках горстки игроков. Эти предположения справедливы в некоторых секторах. В сфере авиаперевозок один из них: основные активы — самолеты и выходы на посадку — относительно легко приобрести и продать, поэтому всякий раз, когда спрос растет, могут появиться новые игроки. Но открыть банк, построить завод по производству чипов или запустить телекоммуникационную компанию непросто. (По иронии судьбы, выход на рынок, возможно, является самым трудным в некоторых из самых горячих областей новой экономики, где конкурентное преимущество часто связано с сетевыми эффектами, дающими мощный толчок действующим лидерам.) И иногда власть становится настолько концентрированной, что необходимы политические действия, чтобы ослабить мертвую хватку доминирующих игроков, как в антимонопольном движении 1890-х годов.

Бизнес пенсионных фондов является особенно вопиющим случаем злоупотреблений со стороны доминирующих инсайдеров. Теоретически управляющие фондами должны конкурировать за качество своих долгосрочных инвестиционных решений, потому что именно это приносит пользу пенсионерам. Но 19 из 25 крупнейших пенсионных фондов США, на долю которых приходится более 50% активов 75 крупнейших пенсионных фондов страны, являются созданными и регулируемыми государством монополиями.У их клиентов нет выбора поставщика. Если вы работаете учителем в Техасе, правительство обязывает Пенсионную систему учителей Техаса — государственное учреждение — управлять вашими пенсионными активами. Таким образом, работа управляющих фондами относительно безопасна до тех пор, пока они не облажаются каким-то очевидным и публичным образом. У них хорошие возможности для игры в систему.

Самый простой способ сделать это — принять стимулы (обычно предлагаемые хедж-фондами) для инвестирования определенным образом (таким, который приносит пользу хедж-фондам).Только за последние 10 лет руководители двух крупнейших пенсионных фондов Америки (должен добавить, государственных монополий) были успешно привлечены к ответственности за получение многомиллионных взяток от хедж-фондов. Мы можем предположить, что на каждое происшествие, которое мы видим, приходится гораздо больше, ускользающее от нашего внимания — и, конечно, взяточничество не всегда такое вопиющее. Управляющие пенсионными фондами также соглашаются на роскошные поездки, которые они не могли себе позволить в одиночку, и многие ушли со своих должностей ради прибыльной работы в инвестиционных банках или хедж-фондах.

Особенно коварной практикой пенсионных фондов является ссуда акций хедж-фондам с короткими продажами (пенсионные фонды являются крупнейшими такими кредиторами), в обмен на что управляющие фондами получают относительно скромные комиссионные, которые помогают им достичь своих целей по доходности. Эта практика позволяет хедж-фондам создавать волатильность на рынках капитала, создавая возможности для трейдеров, но ставя под угрозу способность руководителей компаний управлять в долгосрочной перспективе. Пенсионеры страдают, в то время как хедж-фонды и менеджеры пенсионных фондов получают выгоду.

Если система очень эффективна, велика вероятность, что эффективные игроки с ней справятся.

Невидимая рука конкуренции направляет эгоистичных людей к максимизации ценности для всех в долгосрочной перспективе только на очень динамичных рынках, где результаты действительно случайны. И сам процесс конкуренции работает против этого, пока он ориентирован исключительно на краткосрочную эффективность, которая, как мы видели, дает некоторым игрокам преимущество, которое часто оказывается весьма устойчивым.По мере того, как эти игроки получают долю на рынке, они также приобретают рыночную власть, что облегчает им получение ценности для своих собственных интересов, извлекая ее, а не создавая ее.

Как общество может предотвратить кажущийся неизбежным процесс эффективной энтропии? Мы должны уделять больше внимания менее ценному источнику конкурентного преимущества, упомянутому ранее: устойчивости.

На пути к устойчивости

Устойчивость — это способность восстанавливаться после трудностей — возвращаться в прежнюю форму после потрясения.Подумайте о разнице между адаптацией к существующей среде (что обеспечивает эффективность) и адаптацией к изменениям в среде. Устойчивые системы, как правило, характеризуются теми самыми характеристиками — разнообразием и избыточностью или неэффективностью, — которые эффективность стремится разрушить.

Чтобы сдержать расползание эффективности и повысить устойчивость, организации могут:

Предельная шкала.

В антимонопольной политике с начала 1980-х годов наблюдается тенденция к ослаблению правоприменения, чтобы не препятствовать эффективности.Фактически, в Соединенных Штатах и ​​Европейском союзе «повышение эффективности» считается законной защитой слияния, оспариваемого на том основании, что оно приведет к избыточной концентрации, даже если выгоды от этого повышения эффективности достанутся всего лишь мало сильных игроков.

Нам нужно переломить эту тенденцию. Доминирование на рынке — неприемлемый результат, даже если оно достигается законными средствами, такими как органический рост. Миру нехорошо, что Facebook использует свои глубокие карманы от своего основного бизнеса, чтобы финансировать свою дочернюю компанию Instagram для уничтожения Snapchat.Нехорошо, что Amazon убивает всех остальных ритейлеров. Было нехорошо, что Intel несколько десятилетий назад пыталась сокрушить AMD, предоставляя производителям компьютеров скидки за то, что они не используют чипы AMD, и было нехорошо, что Qualcomm вел себя подобным образом в последние годы. Наша антимонопольная политика должна быть гораздо более строгой, чтобы обеспечить динамичную конкуренцию, даже если это означает более низкую чистую эффективность.

Ввести трение.

Стремясь сделать наши системы более эффективными, мы устранили все трения.Как будто мы пытались создать идеально чистую комнату, уничтожив в ней все микробы. Все идет хорошо, пока не появляется новый микроб, который сеет хаос среди теперь уже беззащитных жителей.

Чтобы не попасть в такую ​​ловушку, бизнесу и правительству необходимо регулярно заниматься иммунотерапией. Вместо того, чтобы проектировать систему таким образом, чтобы исключить все трения, мы должны создавать продуктивные трения в нужное время и в нужных местах, чтобы повысить устойчивость системы.

Например, более низкие барьеры для международной торговли не должны рассматриваться как беспримесный товар.Хотя Давид Рикардо четко определил повышение эффективности торговли, он не предвидел влияния на результаты Парето. Политики должны установить некоторые торговые барьеры, чтобы несколько крупных фирм не доминировали на национальных рынках, даже если такое доминирование, по-видимому, обеспечивает максимальную эффективность. Небольшие французские пекари багетов защищены от серьезной конкуренции огромным количеством правил. Результат: хотя французские багеты и недешевы, они, пожалуй, лучшие в мире. Нетарифные барьеры Японии делают практически невозможным проникновение иностранных автопроизводителей на рынок, но это не помешало Японии породить одни из самых успешных мировых автомобильных компаний.

Трение также необходимо на рынках капитала. Текущая цель регулирующих органов США — максимизировать ликвидность и снизить транзакционные издержки. Это означало, что они сначала позволили Нью-Йоркской фондовой бирже приобрести множество других бирж, а затем разрешили приобретение самой NYSE Межконтинентальной биржей. Более полная реализация этой цели увеличила бы скорость, с которой миллиардеры-владельцы хедж-фондов, уже находящиеся на дальнем конце распределения богатства по Парето, торгуют на меньшем, но все более крупном рынке и получают еще более экстремальные результаты по Парето.Американские регуляторы должны действовать как ЕС, который заблокировал слияние двух крупнейших игроков Европы, Лондонской фондовой биржи и Deutsche Börse. И они должны перестать чинить препятствия на пути новых игроков, стремящихся установить новые биржи, потому что эти препятствия только укрепляют силу консолидированных игроков. Кроме того, короткие продажи и порождаемая ими волатильность могут быть значительно снижены, если правительство запретит пенсионным фондам государственного сектора (таким как Пенсионная система государственных служащих Калифорнии и Общий пенсионный фонд штата Нью-Йорк) кредитовать акции.

Продвижение капитала пациентов.

Обыкновенный капитал должен быть долгосрочной долей: после того, как он передан, компания теоретически получает капитал навсегда. Однако на практике любой может купить эти акции на фондовом рынке без разрешения компании, что означает, что это может быть краткосрочной инвестицией. Но долгосрочный капитал гораздо полезнее для компании, пытающейся создать и внедрить долгосрочную стратегию, чем краткосрочный капитал. Если вы дадите мне 100 долларов, но скажете, что можете изменить способ их использования, предупредив об этом за 24 часа, эти деньги не так ценны для меня, как если бы вы сказали, что я могу использовать их по своему усмотрению в течение 10 лет.Если желаемый период владения акциями Уоррена Баффета — это, как он шутит, «вечность», в то время как хедж-фонд для количественного арбитража Renaissance Technologies удерживает инвестиции только в течение миллисекунд, капитал Баффета более ценен, чем капитал Renaissance.

Несмотря на разницу в стоимости для компании, два типа инвестиций в акционерный капитал имеют одинаковые права. Это ошибка; мы должны основывать право голоса на периоде, на который удерживается капитал. При таком подходе каждая обыкновенная акция будет давать ее владельцу один голос в день владения до 3650 дней или 10 лет.Если бы вы владели 100 акциями в течение 10 лет, вы могли бы проголосовать за 365 000 акций. Если бы вы продали эти акции, покупатель получил бы 100 голосов в день покупки. Если бы покупатель стал долгосрочным держателем, в конечном итоге это увеличилось бы до 365 000 голосов. Но если бы покупателем был активный хедж-фонд, такой как Pershing Square, чей период владения измеряется месяцами, интересы долгосрочных инвесторов затмили бы его влияние на стратегию, что вполне уместно. Распределение прав голоса таким образом вознаградило бы долгосрочных акционеров за предоставление наиболее ценного капитала.И хедж-фондам-активистам будет крайне сложно получить эффективный контроль над компаниями, потому что в тот момент, когда они приобретают акции, их права сокращаются до одного голоса.

Некоторые утверждают, что это укрепит плохое управление. Это не так. В настоящее время инвесторы, недовольные управлением, могут продать свою экономическую собственность на акцию вместе с одним правом голоса. В соответствии с предложенной системой недовольные инвесторы по-прежнему могли продать свою экономическую собственность на акцию вместе с одним правом голоса.Но если многие акционеры были довольны руководством, а активист хотел быстро нажиться, заставив компанию продавать активы, сокращать инвестиции в НИОКР или предпринимать другие действия, которые могли бы нанести ущерб ее будущему, у этого активиста была бы ограниченная способность собрать право голоса, чтобы продвигать эту повестку дня.

Создавайте хорошие рабочие места.

Стремясь к эффективности, мы пришли к выводу, что рутинный труд — это расходы, которые нужно минимизировать. Компании недостаточно инвестируют в обучение и развитие навыков, используют временных работников и работников, занятых неполный рабочий день, составляют жесткий график, чтобы избежать «лишних часов», и проектируют рабочие места, требующие небольшого количества навыков, чтобы они могли быть чрезвычайно низкооплачиваемыми.При этом игнорируется тот факт, что труд — это не просто стоимость; это ресурс, который может быть продуктивным, и нынешний способ управления им снижает эту производительность, поскольку снижает стоимость в долларах.

Что, если мы сосредоточимся на долгосрочной производительности? Вместо того, чтобы разрабатывать рабочие места для низкоквалифицированных рабочих с минимальной заработной платой, что, если мы создадим их так, чтобы они были продуктивными и ценными? В книге «Стратегия хороших рабочих мест» Зейнеп Тон из Массачусетского технологического института описывает, как некоторые дисконтные ритейлеры удвоили расходы на своих сотрудников, ища более увлеченных и знающих работников, лучшее обслуживание клиентов, снижение текучести кадров и увеличение продаж и прибыли, что ведет к дальнейшим инвестициям.Ключевым, но нелогичным элементом стратегии является создание резерва, чтобы у сотрудников было время обслуживать клиентов непредвиденными, но ценными способами.

Хорошая стратегия занятости может принести пользу не только предприятиям. Модель дешевой рабочей силы чрезвычайно дорого обходится экономике в целом. Когда они сокращают затраты на рабочую силу, такие компании, как Walmart, просто перекладывают расходы, которые традиционно несут работодатели, на налогоплательщиков. Недавнее исследование Конгресса оценило влияние одного магазина Walmart на 200 человек на федеральный бюджет.Получается, что каждый работник обходится налогоплательщикам в 2759 долларов в год (в долларах 2018 года) за льготы, связанные с низкой заработной платой, такие как субсидии на продукты питания и энергию, помощь в жилье и здравоохранении, а также федеральные налоговые льготы. Имея 11 000 магазинов и 2,3 миллиона сотрудников, широко разрекламированная производительность труда компании действительно стоит дорого.

Учить стойкости.

Обучение менеджменту сосредоточено на целенаправленном стремлении к эффективности и обучает студентов аналитическим методам, которые используют краткосрочные прокси для измерения этого качества.В результате выпускники отправляются в мир, чтобы строить (я полагаю, непреднамеренно) высокоэффективные предприятия, которым в значительной степени не хватает устойчивости.

Деканы управления, профессора и студенты, несомненно, не согласились бы. Но учебные программы показывают обратное. Финансы учат поиску эффективных финансовых структур. Эффективное управление затратами является целью управленческого учета. Управление персоналом учит эффективному подбору персонала. Маркетинг – это эффективное таргетирование и продажа сегментам.Управление операциями связано с повышением эффективности предприятий. Главной целью является максимизация акционерной стоимости.

Конечно, все это само по себе не является чем-то плохим. Корпорация должна максимизировать акционерную стоимость — в очень долгосрочной перспективе. Проблема в том, что сегодняшняя рыночная капитализация — это то, что определяет акционерную стоимость. Точно так же снижение затрат на рабочую силу в этом квартале определяет эффективность. А оптимальная структура капитала для операционной среды этого года — это то, что определяет эффективное использование капитала.Все это краткосрочные способы оценки долгосрочных результатов.

Если мы продолжим продвигать эти краткосрочные прокси, менеджеры будут стремиться максимизировать их, несмотря на цену долгосрочной устойчивости. А хедж-фонды-активисты возьмут под свой контроль компании и заставят их действовать таким образом, который, если судить по краткосрочным показателям, будет высокоэффективным. Этим фондам будут аплодировать регуляторы и институциональные консультанты по голосованию по доверенности, которые будут продолжать думать, что их действия не имеют ничего общего с производством более хрупких компаний.

Ради будущего демократического капитализма управленческое образование должно стать голосом за, а не против устойчивости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В своей работе 1992 года «Конец истории и последний человек» Фрэнсис Фукуяма утверждал, что центральной темой современной истории является борьба между деспотизмом и тем, что мы сейчас знаем как демократический капитализм. Последнее, безусловно, имеет преимущество. Но было бы преувеличением утверждать, как это сделал Фукуяма, что он выиграл войну. Каждый день мы находим доказательства того, что экономическая эффективность, которая традиционно лежит в основе демократического капитализма, не в состоянии распределить сопутствующие выгоды.Суровые реалии распределения Парето угрожают основной вере электората в то, что сочетание демократии и капитализма может со временем сделать жизнь большинства из нас лучше. Наша система гораздо более уязвима и гораздо менее справедлива, чем нам хотелось бы думать. Это нужно изменить.

Версия этой статьи появилась в выпуске Harvard Business Review за январь–февраль 2019 г.

определение эффективности по The Free Dictionary

приготовление пищи на газу Работа с максимальной эффективностью; работает хорошо, работает бесперебойно; действительно в канавке или на правильном пути.Выражение, вероятно, происходит от эффективности газа как среды для приготовления пищи (в отличие от угля, дерева, керосина, электричества и т. д.). Иногда эта фраза в шутку обновляется такими вариантами, как приготовление пищи с помощью электричества или приготовление пищи с помощью радара .

нажмите на все шесть Для бесперебойной работы; правильно функционировать; работать в полную силу; быть в хорошей физической форме и подтянутом состоянии. Этот американизм изначально использовался, когда речь шла о двигателях внутреннего сгорания, в частности о работе цилиндров, которые часто давали осечку в более ранних автомобилях.Когда образное использование получило распространение, слово цилиндр было исключено из конца выражения. Варианты включают попадание на все четыре и другие кратные двум.

Современная наука предлагает вам естественное средство, позволяющее вам «задействовать все шесть» — каждую минуту дня. ( Saturday Evening Post , 10 марта 1928 г.)

в канавке В полном разгаре, работает бесперебойно, в отличной форме. Это сленговое выражение в США было придумано в эпоху джаза. Канавка первоначально относилась к канавкам грампластинок. В 1930-х и 40-х годах в канавке означало играть джазовую музыку страстно и мастерски или ценить такую ​​музыку и, по ассоциации, считаться «здоровым» и утонченным.

Джазовые музыканты не выступали на трибунах; они просто получили огромное удовольствие от игры в ритме. ( Fortune , август 1933 г.)

В конце концов, в канавке и groovy стали означать «современный» или «модный», хотя это использование в настоящее время постепенно выходит из текущего сленга.Когда используется в канавке , как в следующей цитате из Webster’s Third , это подчеркивает качество нахождения в отличной форме, а не изысканность или модность.

Не имело значения, когда он был в канавке, о чем он говорил. (Генри Миллер)

точно так же, как Нью-Йорк Это американское сленговое выражение, обычно являющееся изолированным комментарием к успешной работе, имеет широкий спектр столь же расплывчатых эквивалентов, таких как прямо, отлично, хорошо идет, путь вперед .Отсылка к Нью-Йорку как воплощению успеха, общества и моды.

Живописные выражения: Тематический словарь, 1-е издание. © 1980 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Эффективность и результативность продаж — узнайте разницу

Как вы можете повысить эффективность и результативность вашего отдела продаж?

В чем разница между эффективностью и эффективностью? Это два модных слова, которые широко используются генеральными директорами, директорами по продажам и вице-президентами по продажам, когда они определяют курс своей организации.Тем не менее, они также часто неправильно используются и неправильно интерпретируются не только в лексиконе деловой речи, но и в повседневном использовании. Во всех смыслах и целях, давайте начнем с определения эффективности и действенности в общих чертах, заимствовав из Dictionary.com:

Эффективный (прил.) – Достаточный для достижения цели; получение намеченного или ожидаемого результата.

Эффективный (прил.) – Выполнение или функционирование наилучшим образом с наименьшими потерями времени и усилий.

Разницу между результативностью и результативностью можно описать кратко, мягко и лаконично: быть эффективным означает делать правильные вещи, а быть эффективным — значит делать все правильно.

Еще один способ проиллюстрировать эффективность по сравнению с эффективностью — сетка 2×2 ниже. Обращаясь к этой диаграмме, руководители и руководители отделов продаж могут найти оптимальный баланс между эффективностью и результативностью:

Обычно компании стремятся увеличить и улучшить эффективность своих операций и процессов продаж.В конце концов, при работе с ограниченными ресурсами они предпочли бы максимально использовать каждый из этих ресурсов, от бюджета и технологий до времени и торговых представителей. Однако, стремясь к эффективности любой ценой (ирония судьбы), некоторые из этих компаний упускают ценный шанс сделать шаг назад и посмотреть на свою общую эффективность с точки зрения общей картины.

Святым Граалем для каждой компании является стремление всегда следовать верхнему правому блоку – преследовать правильные цели и быть эффективными, используя технологические достижения, не теряя времени и добиваясь лучшего согласования и сотрудничества между сотрудниками.У многих компаний сердце на верном пути — они знают, каких целей хотят достичь, но неэффективны в достижении этих целей. Другие компании — это тесно управляемые корабли, где все сотрудники работают вместе, напевают и все сосредоточены на поставленной задаче… но что, если поставленная задача — неправильная цель?

Пример сравнения эффективности продаж с результативностью

В качестве практического примера рассмотрим разницу между эффективностью деятельности и эффективностью деятельности ваших торговых представителей.У каждого отдела продаж есть ежедневные, еженедельные, ежемесячные и ежеквартальные цели, достижение которых отражает эффективность их ролей. Если перед вашими представителями стоит задача делать 70 звонков каждый день, и они легко набирают номер, они эффективны в своей работе. Некоторые могут даже пойти дальше и сделать 80 или 90 звонков каждый день. Но что, если эти циферблаты приносят мало коннектов и еще меньше сделок?


Вот где вступают в игру коэффициенты эффективности деятельности. Для менеджера по продажам наличие отчетов, в которых отслеживается, сколько звонков приводит к коннектам, сколько коннектов приводит к демонстрациям и сколько демонстраций приводит к сделкам, может быть невероятно мощным индикатором того, кто из ваших представителей не эффективны только в своей работе, но эффективны в ее выполнении.

Узнайте, как измерить эффективность и результативность вашего отдела продаж

И вот в чем загвоздка — для вашей организации важнее добиваться эффективности или результативности? Если вы пытаетесь агрессивно расти и у вас есть ресурсы, которые нужно сжигать, оптимизация эффективности может быть выходом. Однако, если небольшая компания имеет очень ограниченные ресурсы для работы, они могут быть более заинтересованы в проведении эффективных операций, чтобы максимизировать свои возможности и не слишком напрягаться.Найти золотую середину между эффективностью и результативностью — действительно конечная цель для всех компаний.

Если вы хотите повысить эффективность и результативность своего отдела продаж, обратитесь к одному из наших экспертов. Мы можем показать вам, как InsightSquared может быстро и легко улучшить ваш процесс продаж и управления.

Эффективность и результативность продаж: узнайте разницу3 мин чтения2013-08-092021-09-17https://www.insightsquared.com/wp-content/uploads/2022/01/insightsquared-2022-mediafly-logo-01-outlines.svgInsightSquaredhttps://www.insightsquared.com/wp-content/uploads/2021/02/is-featured-image.png200px200px

Глоссарий аналитического качества

________________________________________________________________

Эффективность

определение ядра

пояснительный контекст

 

аналитический обзор

Фрейзер (1994, с.104) определил его так:

Эффективность. Это мера ресурсов, используемых (затрат) для достижения поставленных целей. К сожалению, правительства часто путают качество высшего образования с эффективностью. Низкостандартные цели вполне могут быть достигнуты с небольшими затратами. (Фрейзер, 1994, стр. 104)

Erlendsson (2002) определяет эффективность как:

выполнение задач с разумными усилиями («делать все правильно»)

Определение ЮНЕСКО:

Эффективность (образовательная): Способность хорошо работать или достигать результата без траты ресурсов, усилий, времени или денег (используя наименьшее возможное количество ресурсов).Образовательная эффективность может быть измерена в физическом выражении (техническая эффективность) или в стоимостном выражении (экономическая эффективность). Более высокая эффективность образования достигается, когда тот же объем и уровень образовательных услуг производится с меньшими затратами, если более полезная образовательная деятельность заменяется менее полезной при тех же затратах или если устраняются ненужные образовательные действия. Программа или высшее учебное заведение могут эффективно управляться, но не эффективно в достижении своей миссии, целей или задач.(Влашчану и др. ., 2004, стр. 38)


Терсби (2000, стр. 400) проанализировал эффективность отделов экономических исследований в Соединенных Штатах. Он определил эффективность следующим образом:

отдел считается технически эффективным, если по сравнению с отделами с аналогичным уровнем вводимых ресурсов он может производить более высокие исследовательские результаты без увеличения использования вводимых ресурсов, или, что то же самое, это тот, который по сравнению с отделами с аналогичными уровнями результатов может производить текущие уровни выходов с меньшим количеством входов.

Войчак (2002) определяет эффективность в контексте медицинского образования:

Эффективность: Способность хорошо работать или достигать результата без траты энергии, ресурсов, усилий, времени или денег. Эффективность может быть измерена в физическом выражении (техническая эффективность) или в стоимостном выражении (экономическая эффективность). Более высокая эффективность достигается там, где тот же объем и тот же уровень услуг производится с меньшими затратами, если более полезная деятельность заменяется менее полезной при тех же затратах или если устраняются ненужные виды деятельности.

сопутствующие вопросы

Эффективность часто используется одновременно с соотношением цены и качества, хотя денежная стоимость является лишь одним из аспектов эффективности. Путаница качества с эффективностью возникает из-за использования определения качества по соотношению цены и качества.

смежные области

См. также

соотношение цены и качества

Источники

Эрлендссон, Дж., 2002, Исследование соотношения цены и качества в высшем образовании    http://www.hi.is/~joner/eaps/wh_vfmhe.htm, по состоянию на 4 января 2002 г.

, недоступен по этому адресу 4 февраля 2011 г.

Фрейзер, М., 1994, «Качество в высшем образовании: международная перспектива» в Грин, Д. (ред.), 1994, Что такое качество в высшем образовании? стр. 101–111 (Букингем, издательство Открытого университета и Общество исследований в области высшего образования).

Терсби, Дж. Г., 2000 г., «Что мы говорим о себе и что это значит?» Еще один взгляд на исследования экономического факультета», , Журнал экономической литературы, , 38, с.383.

Власчану, Л., Грюнберг, Л., и Парлеа, Д., 2004, Обеспечение качества и аккредитация: Глоссарий основных терминов и определений (Бухарест, ЮНЕСКО-СЕПЕС) Документы по высшему образованию, ISBN 92-9069- 178-6.

Wojtczak, A., 2002, Глоссарий терминов медицинского образования , http://www.iime.org/glossary.htm, декабрь 2000 г., редакция от февраля 2002 г., по состоянию на 2 сентября 2012 г., страница недоступна 30 декабря 2016 г.


авторское право Lee Harvey 2004–2022



РОМАН Кто взорвал мечеть в Бирмингеме?

Вершина

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Главная

Что такое эффективность в физике – x-engineer.org

Эффективность имеет несколько определений, и все они действительны. Мы можем определить эффективность как:

  • способность избегать потерь энергии при выполнении определенной работы
  • отношение между полезной работой, выполненной устройством, и полной энергией, потребляемой на входе

Предположим, у нас есть система, которая получает мощность в качестве входа и выводит другую мощность. КПД – это отношение между выходной и входной мощностью.

Изображение: Эффективность системы

Для обозначения эффективности используется греческая буква eta (η):

\[ \begin{equation} \begin{split}
\bbox[#FFFF9D]{\eta=\ frac{P_{out}}{P_{in}}}
\end{split} \end{equation} \]

Если мы хотим выразить эффективность в процентах, математическое выражение принимает вид:

\[\eta = \frac {P_{out}}{P_{in}} \cdot 100 [\%] \]

Например, если мы возьмем электродвигатель, который получает мощность 1000 Вт от батареи и выдает 900 Вт на роторе, какова КПД двигателя?

\[\eta_{mot} = \frac{900}{1000} \cdot 100 = 90 \% \]

Куда делись оставшиеся 100 Вт? Почему их нет на выходе двигателя (ротора)?

Ответ прост.Поскольку ротор установлен на некоторых подшипниках, в подшипниках возникает некоторое трение. Трение поглощает часть подводимой мощности и преобразует ее в тепло. Также в самом двигателе есть потери в обмотках. Потери на трение вместе с потерями в обмотке снижают выходную мощность двигателя.

\[P_{out} = P_{in} – P_{loss}\]

Если мы разделим приведенное выше выражение на входную мощность, мы получим:

\[ \begin{equation*} \begin{split}
\frac{ P_{out}}{P_{in}} &= \frac{P_{in}}{P_{in}} – \frac{P_{loss}}{P_{in}}\\
\eta &= 1 – \frac{P_{loss}}{P_{in}}\\
\end{split} \end{equation*} \]

Если мы знаем входную мощность системы и ее эффективность, мы можем легко рассчитать выходная мощность как:

\[ \begin{equation} \begin{split}
\bbox[#FFFF9D]{P_{out} = \eta \cdot P_{in}}
\end{split} \end{equation} \]

Теперь мы поработаем над примером, который покажет влияние эффективности на выход системы управления.Также мы увидим, как использовать КПД для расчета выходной мощности.

Предположим, у нас есть электромеханическая система активации, состоящая из:

  • батареи
  • электродвигателя
  • червячной передачи
  • цилиндрической передачи

и электрический ток батареи и КПД двигателя, червячной передачи и цилиндрической передачи, мы можем рассчитать выходную мощность на цилиндрической передаче.

Физическая переменная Символ Значение Блок
Напряжение батареи \ [U_ {летучей мыши} \] 12 V
Батарея тока \ [I_ {летучей мыши} \] 10
КПД двигателя \ [\ eta_ {MOT} \] 95 %
эффективность Червячный \ [\ eta_ {Worm} \] 70 %
Эффективность шестерни \ [\ ETA_ {Spur} \] 98 % . 065 9065 9065 9065 9065 9065 9065 9065 9065 9065 ................9065 . 9065 .9065 . входная и выходная мощность для каждого компонента, мы можем описать приведенную выше систему привода с помощью блок-схем:

Изображение: Блок-схема электромеханической системы привода

Сначала мы вычисляем входную мощность r, мощность аккумулятора:

\[P_{bat} = U_{bat} \cdot I_{bat} = 12 \cdot 10 = 120 Вт \]

Далее вычисляем выходную мощность двигателя:

\[P_{mot} = \eta_{mot} \cdot P_{bat} = 0.95 \cdot 120 = 114 Вт \]

Далее вычисляем выходную мощность червячной передачи:

\[P_{червяк}=\eta_{червяк} \cdot P_{mot} = 0,70 \cdot 114 = 79,8 Вт \]

Наконец вычисляем выходную мощность цилиндрического зубчатого колеса:

\[P_{шпора} = \eta_{шпора} \cdot P_{червяк} = 0,98 \cdot 79,8 = 78,204 Вт\]

Зная входную мощность и выходную мощность, мы можем рассчитать общая эффективность системы:

\[\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} = \frac{P_{spur}}{P_{bat}} = \frac{78,204}{120 }=0,6517 = 65,17 \% \]

Общая эффективность системы также может быть рассчитана путем перемножения всех эффективности компонентов:

\[\eta = \eta_{mot} \cdot \eta_{worm} \cdot \eta_ {шпора} = 0.

0 comments on “Чему равно кпд: Формула КПД (коэффициента полезного действия) в физике

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.