Эффективность системы в электронике и электротехнике определяется как полезная выходная мощность, деленная на общую потребляемую электрическую мощность ( дробное выражение ) , обычно обозначаемую греческой строчной буквой эта (η – ήτα).
Если выходная и входная энергия выражены в одних и тех же единицах, эффективность является безразмерным числом . [1] В тех случаях, когда не принято или неудобно представлять входную и выходную энергию в одних и тех же единицах, величины, подобные эффективности, имеют связанные с ними единицы. Например, тепловая мощность электростанции, работающей на ископаемом топливе, может быть выражена в БТЕ на киловатт-час . Световая эффективность источника света выражает количество видимого света для определенного количества передаваемой мощности и имеет единицы измерения люмен на ватт.
Эффективность не следует путать с результативностью : система, которая тратит большую часть своей входной мощности, но производит именно то, для чего она предназначена, является эффективной, но не эффективной. Термин «эффективность» имеет смысл только в отношении желаемого эффекта. Лампочка , например, может иметь 2% эффективности при излучении света, но при этом быть эффективной на 98% при обогреве комнаты (на практике она почти 100% эффективна при обогреве комнаты, поскольку световая энергия в конечном итоге также преобразуется в тепло, за исключением небольшой доли, которая уходит через окна). Электронный усилитель , который подает 10 Вт мощности на свою нагрузку (например, громкоговоритель ), при этом потребляя 20 Вт мощности от источника питания, имеет эффективность 50%. (10/20 × 100 = 50%)
В результате теоремы о максимальной мощности устройства передают максимальную мощность нагрузке при работе с электрическим КПД 50%. Это происходит, когда сопротивление нагрузки (рассматриваемого устройства) равно внутреннему эквивалентному сопротивлению Тевенина источника питания. Это справедливо только для нереактивных сопротивлений источника и нагрузки.
Высокая эффективность особенно важна в системах , которые могут работать от батарей . Неэффективность может потребовать взвешивания стоимости либо потраченной впустую энергии, либо необходимого источника питания по сравнению со стоимостью достижения большей эффективности. Эффективность обычно можно повысить, выбрав другие компоненты или перепроектировав систему. Неэффективность, вероятно, создает дополнительное тепло в системе, которое необходимо удалить, если она должна оставаться в диапазоне рабочих температур . В среде с контролируемым климатом, например, дома или в офисе, тепло, вырабатываемое приборами, может снизить расходы на отопление или увеличить расходы на кондиционирование воздуха.
Соединения с мостовым сопротивлением имеют сопротивление нагрузки, значительно превышающее сопротивление источника, что позволяет передавать сигналы напряжения с высокой электрической эффективностью.
