Какой КПД у электродвигателя подъемного крана, работающего при напряжении 380 В и силе тока 20 А, если он поднимает груз массой 1 тонна на высоту 19 метров за 50 секунд?

Физика 11 класс Эффективность и КПД машин КПД электродвигателя подъемный кран напряжение 380 В сила тока 20 А груз 1 тонна высота 19 метров время 50 секунд Новый

Для того чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя, нам нужно сначала рассчитать полезную работу, выполненную двигателем, и полную энергию, потребляемую им за время работы.

Шаг 1: Рассчитаем полезную работу

Полезная работа (A) выполняется при подъеме груза и рассчитывается по формуле:

A = m * g * h

• m - масса груза (в килограммах), в нашем случае 1 тонна = 1000 кг;
• g - ускорение свободного падения, приблизительно 9.81 м/с²;
• h - высота подъема в метрах, в нашем случае 19 метров.

Подставим значения:

A = 1000 кг * 9.81 м/с² * 19 м = 186390 Дж (джоулей).

Шаг 2: Рассчитаем полную энергию, потребляемую электродвигателем

Полная энергия (E) рассчитывается по формуле:

E = U * I * t

• U - напряжение в вольтах, в нашем случае 380 В;
• I - сила тока в амперах, в нашем случае 20 А;
• t - время работы в секундах, в нашем случае 50 секунд.

Подставим значения:

E = 380 В * 20 А * 50 с = 380000 Дж (джоулей).

Шаг 3: Рассчитаем КПД

Коэффициент полезного действия (КПД) рассчитывается по формуле:

КПД = (A / E) * 100%

Теперь подставим наши значения:

КПД = (186390 Дж / 380000 Дж) * 100% ≈ 49.58%

Ответ:

КПД электродвигателя подъемного крана составляет примерно 49.58%.