Question

Автобус массой 13 т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Коэффициент трения равен 0,03. Определить силу тока в обмотке электродвигателя, если напряжение равно 600 В, а КПД двигателя 70%.

Answer 1

Дано
m13*10^3 кг
V=10 м/с
k=0.03
U=600 В
n=0.7
I-?
раз а=0 то при равномерном движении сила тяги рана силе трения
F=kmg=0.03*13*10^3*10=1.17*10^3 H
A=IUt    A1=F*S=F*V*t   0.7A=A1
0.7IUt=1.17*10^3*10*t   I=1.17*10^3*10/0.7*600
I=27.8 А

Answer 2

Для определения силы тока в обмотке электродвигателя, мы можем использовать закон Ома:

$U = I \cdot R$

где:

• U - напряжение в вольтах (в данном случае 600 В),
• I - сила тока в амперах,
• R - сопротивление электродвигателя в омах.

Сначала определим мощность, которую необходимо развивать электродвигателю для поддержания движения автобуса с учетом трения:

$P_{\text{трения}} = F_{\text{трения}} \cdot V$

где:

• $P_{\text{трения}}$ - мощность, затрачиваемая на преодоление трения,
• $F_{\text{трения}}$ - сила трения,
• $V$ - скорость в м/с.

Сначала переведем скорость из км/ч в м/с:

$V = 36 \, \text{км/ч} \cdot \frac{1000 \, \text{м}}{3600 \, \text{сек}} = 10 \, \text{м/с}$

Теперь вычислим силу трения. Сила трения определяется как произведение коэффициента трения на нормальную силу, которая равна весу автобуса:

$F_{\text{трения}} = \mu \cdot F_{\text{веса}}$

где:

• $\mu$ - коэффициент трения (в данном случае 0,03),
• $F_{\text{веса}}$ - вес автобуса в ньютонах.

Вес автобуса можно вычислить как произведение массы на ускорение свободного падения (9,8 м/с²):

$F_{\text{веса}} = m \cdot g$

где:

• $m$ - масса автобуса в килограммах (13 тонн = 13000 кг),
• $g$ - ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

$F_{\text{веса}} = 13000 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} = 127400 \, \text{Н}$

Теперь можем вычислить силу трения:

$F_{\text{трения}} = 0,03 \cdot 127400 \, \text{Н} = 3822 \, \text{Н}$

Теперь найдем мощность, затрачиваемую на преодоление трения:

$P_{\text{трения}} = 3822 \, \text{Н} \cdot 10 \, \text{м/с} = 38220 \, \text{Вт} = 38,22 \, \text{кВт}$

Теперь учтем КПД двигателя. КПД (коэффициент полезного действия) равен отношению мощности, выделяемой в полезной работе, к входной мощности. В данном случае, полезная мощность - это мощность, необходимая для преодоления трения:

$\text{КПД} = \frac{P_{\text{полезная}}}{P_{\text{входная}}}$

где:

• $P_{\text{полезная}}$ - полезная мощность,
• $P_{\text{входная}}$ - входная мощность (которую мы хотим найти).

Известно, что КПД двигателя составляет 70%, поэтому:

$0,7 = \frac{P_{\text{полезная}}}{P_{\text{входная}}}$

Теперь найдем полезную мощность:

$P_{\text{полезная}} = 0,7 \cdot 38,22 \, \text{кВт} = 26,754 \, \text{кВт}$

Теперь мы можем найти силу тока в обмотке электродвигателя, используя закон Ома:

$U = I \cdot R$

где $U$ = 600 В и $P_{\text{полезная}}$ = 26,754 кВт (мощность в ваттах).

Перегруппируем уравнение, чтобы найти силу тока $I$:

$I = \frac{U}{R}$

Сопротивление $R$ можно найти, используя формулу мощности:

$P_{\text{полезная}} = \frac{U^2}{R}$

Теперь решим это уравнение относительно $R$:

$R = \frac{U^2}{P_{\text{полезная}}}$

Подставим известные значения:

$R = \frac{(600 \, \text{В})^2}{26,754 \, \text{кВт}}$

Рассчитаем $R$:

$R = \frac{360000 \, \text{В}^2}{26754 \, \text{Вт}} \approx 13,45 \, \text{Ом}$

Теперь мы можем найти силу тока:

$I = \frac{U}{R} = \frac{600 \, \text{В}}{13,45 \, \text{Ом}} \approx 44,59 \, \text{А}$

Сила тока в обмотке электродвигателя составляет около 44,59 ампер.