Rendement
Définition
En se focalisant uniquement sur l'aspect énergétique, un système :
absorbe une énergie en entrée à un certain débit : on parle de puissance absorbée notée : \(P_{\textit{absorbée}}\).
restitue de l'énergie en sortie avec un certain débit : on parle de puissance utile notée : \(P_{\textit{utile}}\).
Malheureusement, pour tout système, il est rare que la puissance absorbée en entrée soit intégralement restituée sous sa forme utile en sortie. Une partie de cette puissance est dite perdue, ou dégradée \(P_{\textit{pertes}}\), car elle est sous une forme non exploitable en sortie du système comme par exemple la chaleur dissipée par des frottements.
Ainsi, à tout instant : \(P_{\textit{absorbée}}=P_{\textit{utile}}+P_{\textit{pertes}}\)
Définition :
A un instant donné, le rendement exprime le rapport entre la puissance utile restituée et la puissance absorbée par ce système :
Remarque :
Le rendement est un nombre réel compris entre 0 et 1, et peut s'exprimer sous la forme d'un pourcentage.
Si l'on connaît les pertes de puissances \(P_{pertes}\), on peut alors écrire :
Si le flux d'énergie traverse \(n\) systèmes \(S_1\), \(S_2\), ..., \(S_n\) en série, de rendements respectifs \(\eta_1\), \(\eta_2\), ..., \(\eta_n\) alors le rendement global \(\eta_g\) est égal au produit de tous les rendements intermédiaires :\( \eta_g = \eta_1 \times\eta_2\times...\times \eta_n\)
Ordre de grandeur
Système | \(P_{\textit{absorbée}}\) | \(P_{\textit{utile}}\) | Rendement moyen |
|---|---|---|---|
Radiateur | Électrique | Thermique | \(100 \%\) |
Alternateur | Mécanique | Électrique | \(95 \%\) |
Moteur électrique | Électrique | Mécanique | \(90 \%\) |
Dynamo | Mécanique | Électrique | \(90 \%\) |
Chaudière | Thermique | Thermique | \(80 \%\) |
Cuve d'électrolyse | Électrique | Chimique | \(70 \%\) |
Accumulateur | Chimique | Électrique | \(70 \%\) |
Pile | Chimique | Électrique | \(50 \%\) |
Turbine à vapeur | Thermique | Mécanique | \(45\%\) |
Moteur à explosion | Thermique | Mécanique | \(40 \%\) |
Ampoule à incandescence | Électrique | Rayonnante | \(5 \%\) |
Diode électroluminescente | Électrique | Rayonnante | \(50\%\) |
