Какова мощность, которую развивает электродвигатель лифта массой 1,4 тонны, если он поднимается равномерно на высоту 20 метров за 1 минуту при напряжении 220 вольт и коэффициенте полезного действия 92%? И какая сила тока протекает в этом двигателе?

Физика 11 класс Электрические машины и их характеристики мощность электродвигателя лифт физика 11 класс подъем на высоту Сила тока коэффициент полезного действия напряжение 220 вольт Новый

Для решения задачи давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определение работы, выполняемой электродвигателем.

Работа, которую выполняет электродвигатель при подъеме лифта, рассчитывается по формуле:

А = m * g * h

• где:
• A - работа (в джоулях),
• m - масса лифта (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
• h - высота подъема (в метрах).

Подставим известные значения:

• m = 1,4 тонны = 1400 кг,
• g = 9,81 м/с²,
• h = 20 метров.

Теперь рассчитаем работу:

A = 1400 кг * 9,81 м/с² * 20 м = 274680 Дж.

Шаг 2: Определение мощности, развиваемой двигателем.

Поскольку лифт поднимается равномерно, мощность (P) можно найти по формуле:

P = A / t

• где:
• P - мощность (в ваттах),
• A - работа (в джоулях),
• t - время (в секундах).

Время подъема составляет 1 минуту, что равняется 60 секундам:

P = 274680 Дж / 60 с = 4578 Вт.

Теперь, учитывая коэффициент полезного действия (КПД), можем найти мощность, потребляемую от сети:

P_потребляемая = P / КПД

КПД равен 92%, или 0,92 в десятичном виде:

P_потребляемая = 4578 Вт / 0,92 = 4976 Вт.

Шаг 3: Определение силы тока, протекающего в двигателе.

Для нахождения силы тока (I) используем закон Ома:

P = U * I

• где:
• P - мощность (в ваттах),
• U - напряжение (в вольтах),
• I - сила тока (в амперах).

Подставляем известные значения:

U = 220 В.

I = P_потребляемая / U = 4976 Вт / 220 В ≈ 22,6 А.

Итак, ответ на вопрос:

• Мощность, развиваемая электродвигателем лифта, составляет примерно 4976 Вт.
• Сила тока, протекающая в этом двигателе, составляет примерно 22,6 А.