Teho
Teho
Teho ilmaisee sen, kuinka nopeasti työtä tehdään. Fysiikan kaavoissa teho merkitään kirjaimella P ja se määritellään kaavalla:
[[$ Teho = \frac{tehty \ työn \ määrä }{ työhön \ kulunut \ aika}\quad $]]
eli
[[$ P = \frac{ W }{ t }\qquad $]]
Tehon yksikkö on Watti (W=Joule/s). 10 watin teho syntyy, kun 1 kg kappale nostetan metrin korkeuteen yhden sekunnin aikana
Hyötysuhde
Hyötysuhde ilmaisee sen, kuinka suuri osuus tehosta saadaan todelliseen käyttöön. Niinpä esimerkiksi kun puhutaan että aurinkokennojen sähköntuoton hyötysuhde on 20% se tarkoittaa, että 20% (viidennes) auringon saapuvasta tehosta muuntuu sähköksi.
[[$ Hyötysuhde = \frac{antoteho}{ottoteho}$]]
Jos laite koostuu useista osista, joiden yksittäiset hyötysuhteen tunnetaan saadaan kokonaishyötysuhden näiden tulona
Esimerkkejä
Esimerkki 1
Kuinka suurella teholla robotin tekee työtä, jos se tekee 5 sekunnissa 1000 joulea työtä.
Ratkaisu
W=1000 J
t = 5 s
Sijoitetaan arvot tehon yhtälöön
[[$$ P= \frac{W}{t} = \frac{1000 W}{5 s} = 200 W $$]]
Esimerkki 2
Kuinka paljon työtä 2000W:n laite tekee yhdessä tunnissa
Ratkaisu:
P = 2000W
t = 60 · 60 s =3600s
W=x
Sijoitetaan arvot yhtälöön
[[$$ 2000 W = \frac{x}{3600 s} $$]]// Ratkaistaan yhtälö. Kerrotaan molemmat puolet luvulla 3600s
2000W · 3600s = x
x= 2000W · 3600s
x= 7200 000 J
Esimerkki 3
Koneen kokonaisteho on 1700 W ja sen hyötysuhde on 60 %. Kuinka suuri teho koneen kokonaistehosta käytetään hyödyksi
Lasketaan kuinka paljon on 60% luvusta 1700W.
Hyötyteho = 0,6 · 1700 = 1020W
Esimerkki 4
Nosturi nostaa 150 kg:n kappaleen 30 metrin korkeuteen 4 sekunnissa. Laske koneen teho
Ratkaisu
m = 150 kg
h = 30m
t = 4s
Tehon laskemiseen tarvitaan tehdyn työn määrä. Lasketaan työ
W = m · g · h = 150 kg · 9,81ms2 · 30m = 4414,5 J // nostotyö
Nyt teho saadaan
[[$$ P = \frac{W}{t}= \frac{4414,5 J}{4 s} = 1135 W $$]]