機械效率

機械效率（英語：Mechanical efficiency），常用希臘字母η表示。是機械輸出功（有用功）和輸入功（動力功）的比值。用公式表示為${\displaystyle \eta ={\frac {A_{0}}{A_{r}}}\times 100\%}$^[a]由於大多數機械是在接收輸入功的同時就輸出功，而且輸入輸出的快慢也互相適應，所以機械效率又可定義為：輸出功率${\displaystyle N_{0}}$ 與輸入功率${\displaystyle N_{I}}$ 的百分比，即${\displaystyle \eta ={\frac {N_{0}}{N_{I}}}\times 100\%}$。在初中物理，機械效率被定義為有用功${\displaystyle W_{h}}$與總功${\displaystyle W_{a}}$的比值，即${\displaystyle \eta ={\frac {W_{h}}{W_{a}}}\times 100\%}$^[1]

滑輪

主條目：滑輪和滑輪組

滑輪

滑輪組

滑輪（pulley）是可以繞著中心軸旋轉的圓輪。在圓輪的圓周面具有凹槽，將繩索纏繞於凹槽，用力牽拉繩索兩端的任一端，則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉。^[2]根據特點滑輪可分為動滑輪、定滑輪以及滑輪組。

滑輪的機械效率為有用功與總功之比，即${\displaystyle \eta ={\frac {W_{h}}{W_{a}}}}$

${\displaystyle ={\frac {G\cdot h}{F\cdot s}}}$^[3]

${\displaystyle ={\frac {G\cdot h}{F\cdot nh}}}$

${\displaystyle ={\frac {G}{nF}}}$^[b]

影響因素

根據公式${\displaystyle \eta ={\frac {G}{nF}}}$或${\displaystyle \eta ={\frac {G}{G+G'}}}$可知，當物體重力一定時，動滑輪越重，機械效率越低，動滑輪重一定時，物體重力越大，機械效率越高。^[4]

其它

• 滑輪組輪與軸以及與繩之間的摩擦^[4]

斜面

主條目：斜面

斜面

斜面（inclined plane）是一種傾斜的平板，能夠將物體比較不費力地從低處提升至高處，但提升這物體的路徑長度也會增加。^[5]斜面是古代希臘人提出的六種簡單機械之中的一種。^[6]假若斜面的斜度越小，則斜面與水平面之間的夾角越小，需施加於物體的作用力會越小，但移動距離也越長；反之亦然。假設移動負載不會造成能量的儲存或耗散，則斜面的機械利益是其長度與提升高度的比率。用公式表達為${\displaystyle \eta ={\frac {W_{h}}{W_{a}}}={\frac {G\cdot h}{F\cdot l}}}$

常見效率

噴氣系統	起重機	內燃機（汽油發動機)	柴油發動機	渦輪水泵	滑輪組	馬達	火箭
16%-24%	40%-50%	22%-27%	28%-30%	60%-80%	50%-70%	80%-95%	49%-52%

美國電氣製造商協會（NEMA）要求，1到4匹的小型馬達效率最小達到78.8%，125匹或以上的大型馬達最小達到92.4%。^{[來源請求]}

參考資料

注釋

1. ${\displaystyle A_{0}}$表示輸出功,${\displaystyle A_{r}}$表示輸入功。
2. 不計繩重和摩擦，計動滑輪重時公式為${\displaystyle \eta ={\frac {G}{G+G'}}}$,其中${\displaystyle G}$為物重，${\displaystyle G'}$為動滑輪重。

資料

1. 机械效率（PPT）. : 7.
2. Oxford English Dictionary. Oxford University Press. 1989. A wheel with a groove round its rim, a sheave. A wheel or drum fixed on a shaft and turned by a belt, cable, etc.,
3. 机械效率（PPT）. : 18.
4. 機械效率
5. Anderson, William Ballantyne. Physics for Technical Students: Mechanics and Heat. New York, USA: McGraw Hill. 1914: 112–122 [2008-05-11].
6. Moon, Francis; Moon, F. C., The machines of Leonardo da Vinci and Franz Reuleaux:kinematics of machines from the Renaissance to the 20th century illustrated, annotated, Springer: pp. 28, 2007, ISBN 9781402055980 引文格式1維護：冗餘文本 (link)