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电学中的效率之三——电动机的效率

中学物理知识传播者 443

前言:

而今大家对“效率是怎么计算的”大体比较关心,咱们都想要学习一些“效率是怎么计算的”的相关文章。那么小编也在网上汇集了一些对于“效率是怎么计算的””的相关知识,希望朋友们能喜欢,同学们一起来学习一下吧!

今天我们来看第三种效率,也是最容易弄错的一种效率即电动机的效率。我们先来看电动机的效率的定义:电动机的输出功率与输入功率之比。通常用百分数表示。定义不难。我们来看它的难点是什么?以例题说明。

有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A.求(1)电动机正常工作时的输出功率多大(2)如果在发动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?

解析:在分析本题之前,我们先来明确一个概念即电功率。电功率表示电流做功快慢的物理量,P=W/t(定义式),注意这是功率的定义。由静电场的知识,我们知道电功W=qu。所以这个定义式还可以写为P=UI。即电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。唯一的定义啊!!!

如果是纯电阻电路,利用部分电路欧姆定律,还可以变形为P=I²*R和P=U²/R。

具体本题来看,最容易的错误就是输出功率用输入电压乘以电流计算。所以直接用定义无法完成。转化思路,从能量的角度看,电动机转动时,输入的电能一部分转为电热能,一部分转为动能!

本题中0.2v下,不转动,可以求电动机内部电阻:R=U/I=0.2V/0.4A=0.5欧当2.0v正常转动时,电热能那部分功率:P1=I²*R=1.0A*1.0A*0.5欧=0.5瓦总功率即输入功率:P=UI=2.0V*1.0A=2瓦(直接定义)输出机械功率:P2=P-P1=1.5瓦。当瞬间被卡住后,此时为纯电阻电路:此时电能全部转为热能,于是P=U²/R=2.0V*2.0V/0.5欧=8瓦。

那么可知:(1)输出功率为1.5瓦;(2)发热功率为8瓦。

可见电动机卡住后,电路电流是瞬间增大好多,本题中电流瞬间变为运行时的4倍,这是非常危险的!!!

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标签: #效率是怎么计算的