Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad beschreibt die Effizienz einer technischen Einrichtung oder Anlage als Verhältniszahl der Dimension Zahl oder Prozentsatz, und zwar in der Regel das Verhältnis der Nutzenergie ${\displaystyle E_{\text{ab}}}$ zur zugeführten Energie ${\displaystyle E_{\text{zu}}}$. Sofern keine Verfälschung durch gespeicherte Energie erfolgt, kann genauso mit der Leistung gerechnet werden als Verhältnis der Nutzleistung ${\displaystyle P_{\text{ab}}}$ zur zugeführten Leistung ${\displaystyle P_{\text{zu}}}$. Üblicherweise wird der Wirkungsgrad mit dem griechischen Buchstaben ${\displaystyle \eta }$ (eta) bezeichnet und kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen:

${\displaystyle \eta ={\frac {E_{\text{ab}}}{E_{\text{zu}}}}}$  oder  ${\displaystyle \eta ={\frac {P_{\text{ab}}}{P_{\text{zu}}}}}$

${\displaystyle P_{\text{ab}}}$ ist beispielsweise die mechanische Leistung, die ein Elektromotor an der Welle abgibt, und ${\displaystyle P_{\text{zu}}}$ die elektrische Leistung, die dem Motor zugeführt wird.

Der Gütegrad beschreibt hingegen nur innere Verluste einer Maschine und fällt meist erheblich besser aus.

Die Differenz von zugeführter und abgegebener Leistung wird als Verlustleistung bezeichnet.

Neben der allgemeinen Definition haben sich weitere Bezeichnungen wie beispielsweise Nutzungsgrad oder Arbeitszahl etabliert, die je nach Fachbereich bestimmte Randbedingungen und Besonderheiten des Energieflusses in den betrachteten Systemen berücksichtigen. So beziehen sich Nutzungsgrade oder Arbeitszahlen oft auf einen Betrachtungszeitraum (meist ein Jahr), über den die Energien aufsummiert werden.

Die momentan aufgenommene oder abgegebene Leistung bzw. Energie kann unabhängig vom Wirkungsgrad sehr unterschiedlich sein, wenn Leistungs- bzw. Energieaufnahme und -abgabe zeitlich versetzt auftreten, etwa beim Auf- und Entladen eines Akkumulators, oder bei der Aufnahme von solarer Energie durch Pflanzen und deren späterer Freisetzung durch Verbrennen.
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