In diesem Artikel erklären wir die Effizienz von DC-Systemen und den Fortschritt zu AC-Systemen im nächsten Artikel. Ganz einfach ausgedrückt ist Effizienz das Maß dafür, wie viel Energie von einem System nicht verschwendet wird. Mehr Abfall ist weniger effizient. In elektrischen Systemen messen wir die Leistung, die in ein System eintritt, in Watt; die Maßeinheit für die geleistete Arbeit. Effizienz ist das Verhältnis von (Power-In) -vs. - (Power-Out) in Prozent. Manchmal muss die Arbeit, die aus einem System kommt, von einer anderen Arbeitseinheit zurück in Watt umgerechnet werden, sodass die Gleichung bei der Untersuchung der Effizienz auf ähnliche Weise ausgewertet werden kann. Der Wirkungsgrad wird üblicherweise mit (Eff) oder (EF%) oder einfach (η) abgekürzt. Effizienz ist oberstes Gebot.

Ein einzelnes Watt Energie wird an die Last geliefert, wenn 1 A (RMS oder DC) Strom 1 Sekunde lang durch eine 1-Ohm-Last fließt. Gleichstromsysteme haben keinen Leistungsfaktor, um die Situation zu verkomplizieren. [1]

In Gleichstromsystemen (DC): Watt (W) = Adc × Vdc [1]

Wäre ein Konverter mit 40 % EFF installiert worden, wäre der zum Treiben der gleichen Last erforderliche Eingangsstrom doppelt so hoch, und die Wärme, die aufgrund von Ineffizienz abgeführt werden müsste, wäre auch schlechter!

Nur DC-Systeme wie dieses kommen in den Genuss einer so einfachen Mathematik, um die Eingangsleistung in Watt als einfach (Ampere x Volt) in jeder einzelnen Anwendung zu beschreiben. In DC-Systemen Leistungsfaktor (PF) = 1,0. Richtig dimensionierte Induktoren und Kondensatoren haben wenig bis gar keine Auswirkungen auf den Wirkungsgrad, da sie nicht auf DC-Stimulus „reagieren“. Weitere Informationen zu Induktivitäten, Kondensatoren und PF folgen später.

Ein wichtiger Unterschied bei diesem DC-System besteht darin, dass der Schwerpunkt nicht auf Einschalttransienten liegt, sondern auf dem stationären Zustand, in dem Ihre Geräte zu 99,999 % der Zeit in Betrieb sind.

Sie fragen sich vielleicht, was mit der verbleibenden „Ineffizienz“ von 4 Watt passiert ist. Die durch Ineffizienz übrig gebliebenen Watt wurden im DC/DC-Wandler als Wärme verbrannt. Während diese bescheidene 4-Watt-„Ineffizienz“ nicht nach viel klingen mag, summiert sie sich in einem Geräteraum. Vielleicht laufen in einem Raum Hunderte von Geräten mit durchschnittlich 62 % EFF; das wäre eine Menge Hitze zu bewältigen. Vielleicht haben Sie ein mehrere Kilowatt starkes System mit 75 % EFF. All diese verschwendeten Watt erhöhen die Raumtemperatur und Ihre Stromrechnung und erhöhen Ihre Gesamtbetriebskosten. Wenn Sie über kritische medizinische Geräte, Telefonschalter oder Server verfügen, benötigen diese eine kontrollierte Raumtemperatur. Der Umgang mit der verschwendeten Energie (Wärme) belastet Klimaanlagen stark und stellt eine weitere Belastung und einen weiteren Fehlerpunkt dar.

In elektrischen Systemen sind nicht alle Effizienzberechnungen so einfach. Tatsächlich müssen Sie manchmal Einheiten umrechnen. In einem Motor müssen Sie die Wellendrehzahl und das abgegebene Drehmoment in Watt Arbeit umwandeln. Will man die Effizienz einer Glühbirne bewerten, muss man Einheiten wie Lumen in Watt Arbeit umrechnen. Betrachten Sie auch AC-Systeme mit ihren komplexen periodischen Wellenformen; Auch mit diesen Energieeinheiten muss gearbeitet werden. Bei Wechselstromsystemen wird es interessanter und komplizierter – im Vergleich zu Gleichstromsystemen.

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