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电动机的效率计算题

发布时间:2013-11-12 11:41:04  

电动机的效率计算题 2012.11.5

一、分析

1.能量转化问题:

通电不转动的时候:电能转化成热能(纯电阻电路)W=Q

可以根据已知通过的电流和两端电压求出线圈的电阻R=U0/I0

通电转动的时候:电能转化为机械能和热能(非纯电阻电路)

电动机消耗的总功率:P=UI 消耗的热功率:P

机械功率:P= UI- I2热=I2R R

2.例题分析

例: 一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A;松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作。求:该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多

分析:电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:r=

能,其输入的电功率为P入=I1·Ul=0.8A ×2V=1.6W,电动机的机械功率P机=P入一I12·r=1.6W

2一(0.8A)×1?=0.96W

二、巩固练习

1.小明认为:电风扇工作时,电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能。其中转化为机械能所做的功是 ,转化为内能所做的功是 (填“有用功”或“额外功”)。为了粗略探测电风扇正常工作的电能转化效率,小明用一个铭牌上标有额定电压为U,但其他字迹不清的小型直流电风扇来进行实验,实验设计如下:

(1)按右图所示连接好电路(图中○M为电风扇),闭合开关,叶片转动,移动变阻器滑片至某一位置时,叶片刚好不转动,凑出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则线圈导体的电阻为 ;

(2)向(填“左”或“右”)移动变阻器滑片,使电压表示数为额定电压U,读出此时电流表的示数为I;

(3)若忽略摩擦,只考虑线圈发热损耗,则电风扇正常工作时电能

转化效率的表达式?(用测出的已知量表示)。

答案:有用功 额外功 (1)U0.3?=1?,电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械=I0.3

2.(作业本复习题)小华准备参加玩具赛车比赛,他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其,不转动,闭合开关后读出电流表的读数2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A,则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为( )

A.91% B.70% C.30% D.9%

答案:B

UI?IU0U0 (2)左 (3)0 UI0I0

根据条件可以求出机械功率的试题

3.某一直流电动机提升重物的装置,如图所示,重物的质量m=50kg,

电源提供给电动机的电压为U=110V,不计各种摩擦,当电动机以

v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I=5.0A,

则电动机的线圈电阻R= 4Ω,电动机提升重物的效率η= 81.8%.(取

g=10N/kg)

4.(2013杭州)34. 某工地用电动起重机吊起重物,重物的质量m=400kg,

电源提供的电压U=220V,不计一切摩擦。当电动起重机以v=0.lm/s的

恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=2A (g取l0N/kg)

(1)电动机线圈的电阻R是多少?10欧

(2)电动机匀速提升质量m’ = 200kg的重物,电动机的输入功率不变,提

升速度是多少?0.2米/秒

如图14所示,建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物,货物重 103N,电动机的额定电

流为 4A,电阻为20Ω;电动机正常工作时,作

用在绳子上的拉力为500N,

l分钟内将货物匀速提升了6m。求:(1)滑轮组的机械效率是多少?(2)电动机的额定功

率是多少?

(1)33.3% (2)150W

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