কর্মদক্ষতা

শক্তিকে এক রূপ থেকে অন্য রূপে রূপান্তরের সময় ঘর্ষণ বা অন্যান্য কারণে সব সময় কিছু শক্তির অপচয় হয়, মূলত তাপ হিসেবে। তাই যতটুকু কাজ পেতে চাই, তার চেয়ে বেশি শক্তি দিতে হয়। একটি যন্ত্র বা ইঞ্জিন কতটা দক্ষতার সাথে শক্তি ব্যবহার করছে, তা মাপার রাশিকে কর্মদক্ষতা বলে।

$$\text{কর্মদক্ষতা} = \frac{\text{কাজের পরিমাণ}}{\text{প্রদত্ত শক্তি}} \times 100\%$$

অপচয় জানা থাকলে:

$$\text{কর্মদক্ষতা} = \frac{\text{প্রদত্ত শক্তি} - \text{শক্তির অপচয়}}{\text{প্রদত্ত শক্তি}} \times 100\%$$

কাজ ও প্রদত্ত শক্তি দুটিরই একক জুল, তাই কর্মদক্ষতার কোনো একক নেই; এটি শতকরায় প্রকাশ করা হয়। অপচয় এড়ানো যায় না বলে বাস্তবে কর্মদক্ষতা সব সময় 100% এর কম।

কয়েক ধাপের রূপান্তর: প্রতিটি ধাপে অপচয় হয়, তাই মোট কর্মদক্ষতা হলো প্রতিটি ধাপের কর্মদক্ষতার গুণফল। প্রতি ধাপে 10% অপচয় হলে চার ধাপে $0.9 \times 0.9 \times 0.9 \times 0.9 = 0.6561$, অর্থাৎ প্রায় 65.6%। এ কারণে একটি বিদ্যুৎকেন্দ্রে সব ধাপের অপচয় হিসাব করলে কর্মদক্ষতা 30% পর্যন্ত নেমে আসতে পারে।

উদাহরণ: 2000 W এর একটি পানির পাম্প 20 s এ 500 kg পানি 6 m উপরে তোলে। কর্মদক্ষতা ও অপচয় কত?

• কাজের পরিমাণ $= mgh = 500 \times 9.8 \times 6 = 29400$ J।
• প্রদত্ত শক্তি $= Pt = 2000 \times 20 = 40000$ J।
• শক্তির অপচয় $= 40000 - 29400 = 10600$ J।
• কর্মদক্ষতা $= \frac{29400}{40000} \times 100\% = 73.5\%$।

আরেকটি উদাহরণ: তিন ধাপের একটি যন্ত্রব্যবস্থায় প্রতিটি ধাপের কর্মদক্ষতা 80% হলে মোট কর্মদক্ষতা $0.8 \times 0.8 \times 0.8 = 0.512$, অর্থাৎ 51.2%।

সাধারণ ভুল হলো কয়েক ধাপের অপচয় যোগ করা: তিন ধাপে 20% করে অপচয় মানে 60% অপচয় নয়। প্রতিটি ধাপ আগের ধাপের অবশিষ্ট শক্তির উপর কাজ করে, তাই কর্মদক্ষতাগুলো গুণ করতে হয়।

মনে রাখো: কর্মদক্ষতা $= \frac{\text{কাজের পরিমাণ}}{\text{প্রদত্ত শক্তি}} \times 100\%$; অপচয়ের কারণে এটি সব সময় 100% এর কম, আর কয়েক ধাপে কর্মদক্ষতা গুণ হয়।