Какой коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя, если его подключают к сети с электродвижущей силой 120 В и током 15 А, а сопротивление обмотки составляет 1 Ом?

Физика 11 класс Электрические цепи и их элементы коэффициент полезного действия КПД электродвигателя электродвигатель 120 В ток 15 А сопротивление обмотки 1 Ом Новый

Чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя, нам нужно рассчитать полезную работу, которую он выполняет, и полную работу, которую он потребляет из сети. Давайте разберем шаги решения.

Шаг 1: Рассчитаем полную мощность, потребляемую электродвигателем.

Полная мощность (P) можно рассчитать по формуле:

P = U * I

где:

• U - напряжение (в нашем случае 120 В),
• I - ток (в нашем случае 15 А).

Подставляем значения:

P = 120 В * 15 А = 1800 Вт.

Шаг 2: Рассчитаем мощность, теряемую на сопротивлении обмотки.

Мощность, теряемая на сопротивлении, рассчитывается по формуле:

P_потери = I² * R

где:

• R - сопротивление обмотки (в нашем случае 1 Ом).

Подставляем значения:

P_потери = (15 А)² * 1 Ом = 225 Вт.

Шаг 3: Рассчитаем полезную мощность, которую выдает электродвигатель.

Полезная мощность (P_полезная) равна разности полной мощности и мощности потерь:

P_полезная = P - P_потери.

Подставляем значения:

P_полезная = 1800 Вт - 225 Вт = 1575 Вт.

Шаг 4: Рассчитаем коэффициент полезного действия (КПД).

КПД определяется как отношение полезной мощности к полной мощности:

КПД = (P_полезная / P) * 100%.

Подставляем значения:

КПД = (1575 Вт / 1800 Вт) * 100% ≈ 87,5%.

Ответ: Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя составляет примерно 87,5%.