效率計算器

重點速覽：效率（efficiency）η = (有用輸出 / 總輸入) × 100% 是衡量『一部機器或系統把投入的能量有多少轉為我們想要的有用輸出』的指標，是評估引擎、馬達、發電機、電器與各種能量轉換裝置好壞的核心量。它源自最基本的物理原理——能量守恆定律：能量不會憑空產生或消失，只會從一種形式轉為另一種形式。任何真實裝置在轉換能量時，總會有一部分變成我們不想要的形式（最常見是摩擦、電阻、聲音、廢熱等造成的損耗），所以『有用輸出』永遠小於『總輸入』，效率永遠小於 100%。公式很直觀：把有用輸出除以總輸入，再乘 100 化為百分比。關鍵是分子分母必須是『同一種物理量、同一種單位』——可以都是能量（焦耳 J）、都是功（J）或都是功率（瓦特 W），但不能混用（例如不能拿輸出功率除以輸入能量）。以本工具預設為例：一部機器總輸入 1000 J、有用輸出 800 J，效率 η = 800 ÷ 1000 × 100% = 80%。這代表投入的能量中有 80% 轉為有用功，其餘 20%（即 200 J）以熱、摩擦、聲音等形式損失掉了。效率也可以用功率表達（因為功率 = 能量/時間，時間約掉不影響比值）：例如一部馬達電功率輸入 1000 W、機械功率輸出 850 W，效率 85%。日常與工程參考：白熾燈泡效率極低（只有約 5% 轉為光、95% 變熱），LED 燈約 40%–50%；燃油引擎（內燃機）效率約 20%–35%，其餘大量能量以廢熱排出；電動馬達可達 85%–95%；發電廠汽輪機約 35%–45%；變壓器可達 98% 以上；人體肌肉做機械功的效率約 20%–25%。效率概念延伸出許多相關指標：熱機效率受熱力學第二定律限制，理論上限由卡諾效率 η = 1 − T_冷/T_熱 決定（溫度用絕對溫標 K），這說明為何熱機不可能達到 100%；能源之星等能效標籤、汽車的『每公升行駛公里數』、冷氣的能效比（EER/COP，冷氣 COP 可大於 1 因為它是搬運熱而非產生功）都是效率的變體。使用與解讀效率時要注意幾點：第一，分子分母務必同單位、同性質，否則算出的數字沒有意義。第二，效率介於 0 到 100%（本工具會把超過 100% 的結果夾至 100%，並在總輸入 ≤ 0 時回傳 0 作保護）；若你算出大於 100%，通常是把不同性質的量相除、或漏算某些輸入。第三，效率高不代表輸出功率大——一部小而高效的裝置可能輸出遠小於一部大而低效的裝置；效率衡量的是『比例』而非『絕對量』。第四，區分能量效率與其他效率（如經濟效益、時間效率），本工具指的是能量／功／功率的轉換效率。總之，效率 η = 輸出/輸入 × 100% 量化了能量轉換的『不浪費程度』，是評估與比較機器、選購節能電器、以及理解能量損耗與熱力學限制的關鍵指標。