La eficiencia de un sistema en electrónica e ingeniería eléctrica se define como la producción de energía útil dividida por la energía eléctrica total consumida (una expresión fraccionaria ), normalmente denotada con la letra minúscula griega eta (η – ήτα).
Si la producción y la entrada de energía se expresan en las mismas unidades, la eficiencia es un número adimensional . Cuando no es habitual o conveniente representar la energía de entrada y de salida en las mismas unidades, las cantidades similares a la eficiencia tienen unidades asociadas. Por ejemplo, la tasa de calor de una central eléctrica de combustibles fósiles se puede expresar en BTU por kilovatio-hora . La eficacia luminosa de una fuente de luz expresa la cantidad de luz visible para una cierta cantidad de transferencia de energía y tiene unidades de lúmenes por vatio.
La eficiencia no debe confundirse con la efectividad : un sistema que desperdicia la mayor parte de su energía de entrada pero produce exactamente lo que debe hacer es efectivo pero no eficiente. El término "eficiencia" sólo tiene sentido en referencia al efecto deseado. Una bombilla , por ejemplo, podría tener un 2% de eficiencia en la emisión de luz y aun así tener un 98% de eficiencia en calentar una habitación (en la práctica, es casi un 100% eficiente en calentar una habitación porque la energía de la luz también se convertirá eventualmente en calor). aparte de la pequeña fracción que sale por las ventanas). Un amplificador electrónico que entrega 10 vatios de potencia a su carga (por ejemplo, un altavoz ), mientras consume 20 vatios de potencia de una fuente de alimentación, tiene una eficiencia del 50%. (10/20 × 100 = 50%)
Como resultado del teorema de la potencia máxima , los dispositivos transfieren la potencia máxima a una carga cuando funcionan con una eficiencia eléctrica del 50%. Esto ocurre cuando la resistencia de carga (del dispositivo en cuestión) es igual a la resistencia interna equivalente de Thevenin de la fuente de energía. Esto es válido sólo para impedancias de fuente y carga no reactivas.
La alta eficiencia es particularmente relevante en sistemas que pueden funcionar con baterías . La ineficiencia puede requerir sopesar el costo de la energía desperdiciada o del suministro de energía requerido frente al costo de lograr una mayor eficiencia. Por lo general, la eficiencia se puede mejorar eligiendo diferentes componentes o rediseñando el sistema. La ineficiencia probablemente produce calor adicional dentro del sistema, que debe eliminarse para que permanezca dentro de su rango de temperatura de funcionamiento . En un ambiente con clima controlado, como un hogar u oficina, el calor generado por los electrodomésticos puede reducir los costos de calefacción o aumentar los costos de aire acondicionado.
Las conexiones de puente de impedancia tienen una impedancia de carga mucho mayor que la fuente, lo que ayuda a transferir señales de voltaje con una alta eficiencia eléctrica.
