Question

Электровоз движется с постоянной скоростью 72 км ч и ведёт состав массой 1800 т. Сила тока, потребляемая электровозом из сети, равна 750 А. Коэффициент трения равен 0,005. КПД двигателя электровоза 80%. Определите напряжение сети.

Answer 1

72 км/ч=20 м/с

1800 т = 1800 000 кг

 

КПД= P1(полез)/Р2(полная)

Для случая, когда скорость постояна Р1=F(тяги)*v(скорость) 

F(тяги)=F(трения)  Первый закон Ньютона: результирующая равна нулю, поскольку скорость постоянна, две силы компенсируют друг друга, т.е. одинаковы по модулю, но противоположны по направлению.

F=M*N=M*P=M*m*g

P2=I*U

 КПД=(M*m*g*v)/(I*U)

U=(M*m*g*v)/(I*КПД)

U=(0,005*1800 000*10*20)/(750*0,8)=3000=3 кВ 

 

Answer 2

v= 72 км/час =20 м/с
k=0.005
m=1800 т= 1800 000 кг
U=3000 B
I=750A
полная мощность P=UI=3000B *750A=2250000 Вт
полезная мощность потраченная на движение Pп=Fт*v=mgk*v=1800000 Вт
кпд =Pп/P *100%=1800000 Вт /2250000 Вт *100% =80%

Answer 3

Для решения задачи воспользуемся формулой для мощности, потребляемой электровозом:

P = Fтр * v + Fсопр * v,

где P - потребляемая мощность, Fтр - сила трения, Fсопр - сила сопротивления движению (включая силу аэродинамического сопротивления), v - скорость движения.

Сначала найдем силу сопротивления движению. Для этого воспользуемся формулой:

Fсопр = m * g * k,

где m - масса состава, g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,81 м/с²), k - коэффициент трения.

Fсопр = 1800 т * 9,81 м/с² * 0,005 = 88,83 кН.

Теперь можем вычислить потребляемую мощность:

P = Fтр * v + Fсопр * v = (88,83 кН + масса электровоза * g) * v,

где масса электровоза учитывается в силе тяги электровоза, которая равна силе трения.

S = v * t, где S - путь, пройденный поездом за время t.

Так как поезд движется с постоянной скоростью, его ускорение равно нулю, а значит, сила тяги равна силе сопротивления движению:

Fтяги = Fсопр = 88,83 кН.

Следовательно, мощность, развиваемая электровозом, равна:

P = Fтяги * v = 88,83 кН * 20 м/с = 1 776,6 кВт.

Так как КПД двигателя составляет 80%, то мощность, потребляемая из сети, равна:

Pсети = P / η = 1 776,6 кВт / 0,8 = 2 220,75 кВт.

Наконец, напряжение сети можно найти, используя формулу:

U = Pсети / I = 2 220,75 кВт / 750 А = 2,961 кВ.

Ответ: напряжение сети равно 2,961 кВ.