Neste artigo, explicaremos a eficiência dos sistemas DC e o progresso para os sistemas AC no próximo artigo. Em termos muito básicos, a eficiência é a medida de quanta energia não está sendo desperdiçada por um sistema. Mais desperdício é menos eficiente. Em sistemas elétricos, medimos a potência que entra em um sistema em watts; a unidade de medida do trabalho realizado. Eficiência é a razão de (Power-In)-vs. - (Power-Out) como uma porcentagem. Às vezes, o trabalho que sai de um sistema precisa ser convertido de alguma outra unidade de trabalho de volta em watts, então quando a eficiência é examinada, a equação pode ser avaliada em termos semelhantes. A eficiência é comumente abreviada (Eff) ou (EF%) ou simplesmente (η). A eficiência é primordial.

Um único Watt de energia é entregue à carga quando 1 amp (RMS ou DC) de corrente está passando por uma carga de 1 ohm por 1 segundo. Os sistemas DC não possuem Fator de Potência para complicar a situação. [1]

Em sistemas de corrente contínua (DC): Watts(W) = Adc ×Vdc [1]

Se um conversor fosse instalado com 40%EFF, a corrente de entrada necessária para acionar a mesma carga seria o dobro, e o calor para dissipar devido à ineficiência também seria pior!

Apenas sistemas DC como este podem desfrutar de uma matemática tão simples para descrever a potência de entrada em Watts como simplesmente sendo (amps x volts) em cada aplicação. Em sistemas DC Fator de Potência (PF) =1,0. Indutores e capacitores de tamanho adequado têm pouco ou nenhum efeito real na eficiência porque “não respondem” ao estímulo DC. Haverá mais informações a seguir sobre indutores, capacitores e FP posteriormente.

Uma distinção importante a ser feita neste sistema CC é que o foco não está nos transientes de inicialização, mas na condição de estado estacionário em que seu equipamento está operando 99,999% do tempo.

Você pode se perguntar o que aconteceu com a “ineficiência” restante de 4 Watts. Os Watts restantes devido à ineficiência foram queimados no conversor DC/DC como calor. Embora essa modesta “ineficiência” de 4 Watts possa não parecer muito, ela se soma em uma sala de equipamentos. Talvez você tenha centenas de dispositivos rodando em uma sala com uma média de 62%EFF; isso seria muito calor para lidar. Talvez você tenha um sistema de vários quilowatts com 75% EFF. Todos esses watts desperdiçados aumentam a temperatura ambiente e sua conta de serviços públicos, aumentando seu TCO. Se você tiver equipamentos médicos críticos, comutadores telefônicos ou servidores, eles exigirão uma temperatura ambiente controlada. Lidar com a energia desperdiçada (calor) está colocando uma carga pesada nos sistemas de ar condicionado e ainda uma carga adicional e um ponto de falha.

Em sistemas elétricos, nem todos os cálculos de eficiência são tão diretos. Na verdade, às vezes você precisa converter unidades. Em um motor, você deve converter a velocidade e o torque do eixo entregues em watts de trabalho. Se você quiser avaliar a eficiência de uma lâmpada, deve converter unidades como lúmens em watts de trabalho. Considere também os sistemas AC com suas formas de onda periódicas complexas; é preciso trabalhar também com essas unidades de energia. As coisas ficam mais interessantes e complicadas em sistemas de energia AC – vs. - sistemas de energia DC.

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