台電僱員招考申論題
110年
機械及起重常識
第 20 題
一起重機將重量 2000 N 之物體以 1 m/sec 之速度由地面舉起，起重機之機械效率為 80 %，則其損失之功率為______仟瓦(kW)。
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想一想，如果一個機械設備的效率不是百分之百，代表輸入的能量並沒有完全轉換成我們想要的成果。當我們已知設備「真正發揮出來」的功率以及它的「轉換效率」時，我們該如何推算出那些在過程中消失、無法做功的能量比例呢？
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恭喜你準確地計算出正確答案！這顯示你對功率與效率的定義掌握得非常扎實。在起重機的力學分析中，我們首要判斷的是設備對物體所做的「有用功」。透過功率公式 $P = F \times v$，我們可以算出起重機輸出的有用功率為 $2000 \text{ N} \times 1 \text{ m/sec} = 2000 \text{ W}$，即 $2 \text{ kW}$。這是解題的第一個關鍵點。
功率損耗與效率的轉換關係
由於機械效率（Mechanical Efficiency）定義為「輸出功率與輸入功率的比值」，題目給出的 $80%$ 效率，代表輸入的總能量中，有 $20%$ 在轉換過程中因摩擦或發熱而損失了。我們可以利用公式：
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機械效率與功率損耗
💡 利用輸出功率與效率之比值求得總輸入與損失功率。
🔗 功率損耗計算三步驟
- 1 計算有效輸出 — 利用 P = F × v 算出機械實際作功功率。
- 2 回推輸入總功 — 將輸出功率除以效率 (η) 得到總輸入功率。
- 3 求得損失功率 — 損失功率 = 輸入總功 - 有效輸出。
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🔄 延伸學習：延伸學習：分析摩擦力、熱能散失對機械效率的影響。
