Sprawność silnika elektrycznego to stosunek mocy mechanicznej oddawanej na wale do mocy elektrycznej pobieranej z zasilania. Na sprawność wpływają m.in. straty cieplne w uzwojeniach, straty w rdzeniu oraz straty mechaniczne.
W szczotkowym silniku prądu stałego (DC) występuje mechaniczna komutacja prądu przez szczotki i komutator. Ten element konstrukcji generuje dodatkowe straty: tarcie szczotek, iskrzenie/straty na komutacji oraz zwiększone nagrzewanie. Dlatego w praktyce typowe szczotkowe silniki DC często osiągają sprawność rzędu około 75–80%.
W wielu silnikach AC (np. indukcyjnych) nie ma szczotek, więc odpada istotne źródło strat mechanicznych związanych z komutacją. W porównywalnych warunkach i klasie mocy typowe sprawności silników AC są często wyższe (np. 85–95%), dlatego stwierdzenie o zwykle niższej sprawności szczotkowego DC jest prawdziwe.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- Teza, że szczotkowy DC jest zwykle bardziej efektywny niż AC, przeczy typowym źródłom strat w układzie szczotka–komutator.
- Teza o "równej sprawności" ignoruje fakt, że sama konstrukcja komutacji i tarcie mają mierzalny wpływ na bilans strat, więc nie można tego uogólnić jako reguły.
- Odwołanie do "paliwa" miesza pojęcia z silnikami spalinowymi: silnik elektryczny nie spala paliwa, a jego sprawność zależy od parametrów elektrycznych i mechanicznych, nie od rodzaju paliwa.
W motoryzacji warto pamiętać o rozróżnieniu: nowoczesne silniki bezszczotkowe (z komutacją elektroniczną) potrafią dorównywać sprawnością wielu rozwiązaniom AC, dlatego na egzaminie kluczowe jest czytanie, czy pytanie dotyczy silnika szczotkowego, czy bezszczotkowego.
