Задачи › Работа и мощность тока, нагреватели

Генератор или мотор: баланс мощностей

  1. Генератор или мотор: баланс мощностей

    Физтех 2012/13, 11 кл.
    3/10

    Для подзарядки аккумулятора используется динамомашина (генератор) с сопротивлением обмотки ротора \(R = 1\) Ом. Человек вращает ручку динамомашины с частотой \(n = 1\) об/с, прикладывая к ней силу \(F = 20\) Н на расстоянии \(\rho = 8\) см от оси вращения вдоль направления движения ручки. Через аккумулятор идёт ток \(I = 1\) А. Из-за трения в механизмах динамомашины теряется \(20\) % затрачиваемой человеком мощности. Считать, что ротор вращается между полюсами постоянного магнита.

    1. Какую мощность затрачивает человек?

    2. Найдите напряжение на зажимах динамомашины.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Мощность силы, приложенной к ручке, равна произведению силы на скорость точки приложения. Запишите баланс мощностей: часть теряется на трение, часть — на нагрев обмотки и на зарядку аккумулятора.

    Ответ

    1) \(P = 2\pi n\rho F \approx 10\) Вт;  2) \(U \approx 7\) В.

    Решение

    1) Скорость ручки \(V = 2\pi n\rho\). Мощность человека \(P = FV = 2\pi n\rho F \approx 10\) Вт.

    2) По ЗСЭ \(P = 0{,}2P + I^2R + UI\). Отсюда напряжение на зажимах динамомашины \(U = \dfrac{0{,}8P - I^2R}{I} \approx 7\) В.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх