In questo articolo spiegheremo l'efficienza dei sistemi CC e il passaggio ai sistemi CA nel prossimo articolo. In termini molto semplici, l'efficienza è la misura di quanta potenza non viene sprecata da un sistema. Più rifiuti è meno efficiente. Nei sistemi elettrici, misuriamo la potenza che entra in un sistema in watt; l'unità di misura del lavoro svolto. L'efficienza è il rapporto tra (Power-In) -vs. - (Power-Out) in percentuale. A volte il lavoro che esce da un sistema deve essere riconvertito da qualche altra unità di lavoro in watt, quindi quando viene esaminata l'efficienza, l'equazione può essere valutata in termini simili. L'efficienza è comunemente abbreviata (Eff) o (EF%) o semplicemente (η). L'efficienza è fondamentale.

Un singolo Watt di energia viene erogato al carico quando 1 amp (RMS o CC) di corrente passa attraverso un carico di 1 ohm per 1 secondo. I sistemi DC non hanno Power Factor per complicare la situazione. [1]

Nei sistemi a corrente continua (CC): Watt(W) = Adc ×Vdc [1]

Se fosse stato installato un convertitore con il 40% di EFF, la corrente di ingresso richiesta per pilotare lo stesso carico sarebbe il doppio e anche il calore da dissipare a causa dell'inefficienza sarebbe peggiore!

Solo i sistemi DC come questo possono godere di una matematica così semplice da descrivere la potenza in ingresso in Watt semplicemente come (ampere x volt) in ogni singola applicazione. Nei sistemi CC Fattore di potenza (PF) =1,0. Induttori e condensatori di dimensioni adeguate hanno un effetto minimo o nullo sull'efficienza perché "non rispondono" allo stimolo CC. Ci saranno ulteriori informazioni da seguire su induttori, condensatori e PF in seguito.

Un'importante distinzione da fare su questo sistema DC è che l'attenzione non è sui transitori di avvio, ma invece sulla condizione di stato stazionario in cui l'apparecchiatura funziona il 99,999% delle volte.

Potresti chiederti cosa è successo alla restante "inefficienza" di 4 Watt. I watt rimanenti a causa dell'inefficienza sono stati bruciati nel convertitore CC/CC sotto forma di calore. Anche se questa modesta "inefficienza" di 4 Watt potrebbe non sembrare molto, si aggiunge in una sala macchine. Forse hai centinaia di dispositivi in ​​esecuzione in una stanza con una media del 62% di EFF; sarebbe molto caldo da affrontare. Forse hai un sistema da diversi kilowatt con il 75% di EFF. Tutti questi watt sprecati si aggiungono alla temperatura ambiente e alla bolletta aumentando il TCO. Se si dispone di apparecchiature mediche critiche, interruttori telefonici o server, richiedono una temperatura ambiente controllata. Gestire l'energia sprecata (calore) sta mettendo a dura prova i sistemi di condizionamento dell'aria, e ancora un ulteriore carico e punto di guasto.

Nei sistemi elettrici, non tutti i calcoli dell'efficienza sono così semplici. In effetti, a volte devi convertire le unità. In un motore, è necessario convertire la velocità e la coppia dell'albero erogate in watt di lavoro. Se si desidera valutare l'efficienza di una lampadina, è necessario convertire unità come i lumen in watt di lavoro. Considera anche i sistemi AC con le loro complesse forme d'onda periodiche; è necessario lavorare anche con queste unità di energia. Le cose si fanno più interessanti e complicate nei sistemi di alimentazione CA rispetto ai sistemi di alimentazione CC.

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