Законы постоянного тока | Задачи по физике

Задача №22. Мощность на приведение в движение двигателя

Определить мощность, расходуемую на приведение в движение электродвигателя при протекании в его обмотке тока 5 Ампер, если известно, что при полном затормаживании якоря в обмотке двигателя протекает ток 10 Ампер. Электродвигатель подключен к источнику постоянного тока, ЭДС которого равна 36 Вольт.

Решение:

Мощность, отданная источником ЭДС, равна N=E×I, затрачивается на совершение механической работы и частично выделяется в виде тепла N=I²×R, где R – активное сопротивление цепи.

Определим сопротивление цепи при заторможенном якоре двигателя

R=E/I_2=36/10=3.6 Ом

На приведение в движение двигателя расходуется мощность, определяемая по формуле

N_мех=N-N_тепл=E×I₁-I₁²×R=36×5-5²×3.6=90 Вт

Ответ: мощность, расходуемая на приведение в движение электродвигателя равна 90 Вт

Задача №21. Определение тока короткого замыкания аккумуляторной батареи

При подключении к аккумуляторной батареи с ЭДС 24 Вольта, сопротивления величиной 4 Ома, в цепи протекает ток 10 Ампер. Определить ток короткого замыкания аккумуляторной батареи.

Дано: E=24 В; R=4 Ом; I₁=10 А
Найти: I₂ — ?

Решение:

Из формулы закона Ома для полной цепи $I_1=E/{R+r}$ , определяем внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи $r={E-I_1*R}$ .

Ток короткого замыкания аккумуляторной батареи

$I_2=E/r={E*I_1}/{E-I_1*R}={24*5}/{24-4*5}=30$ A

Ответ: ток короткого замыкания данной аккумуляторной батареи равен 30 Амперам

Задача №20. Определение расхода воды

Медная трубка длиной 50 метров с наружным диаметром 10 миллиметров и внутренним диаметром 8 миллиметров, является обмоткой индукционной нагревательной печи, и охлаждается проточной водой, проходящей через неё. Ток в обмотке равен 800 Амперам. Температура поступающей воды 20 °C, температура воды на выходе из трубки 40 °C. Удельная теплоемкость воды равна 4.182×10³ Дж/(кг×°C). Удельное сопротивление меди 1.7×10^-8 ом×10м. Определить сколько воды расходуется за 24 часа (86400 секунд) работы печи.

Дано: l=50 м; d₁=10^-2 м; d₂=0.8×10^-2 м; I=800 A; t°₁=20 °C; t°₂=40 °C; t=84600 c
Найти: m — ?

Решение:

За сутки работы индукционной мечи через её обмотку проходит вода массой m. На нагревание этой массы воды от t°₁ до t°₂ понадобится количество теплоты $Q_1=c*m*({t^{circ}}_2-{t^{circ}}_1)$ . За это время в обмотке выделится количество теплоты Q=I^2*R*t . Принимая, что вся выделившаяся теплота идет на нагревание воды, получаем следующую формулу $c*m*({t^{circ}}_2-{t^{circ}}_1)=I^2*R*t$ .