Электромотор
5/10Задание: намотайте нить на шкив электромотора. Закрепите электромотор на краю стола при помощи струбцины. Подвесьте на нить бутылку с некоторым количеством воды. Подайте питание на электромотор, предварительно натянув нить. Мотор начнёт наматывать нить на шкив, поднимая бутылку. При помощи секундомера измерьте время подъёма. Также измерьте высоту, на которую поднялась бутылка, и массу бутылки с водой.
Меняя количество воды в бутылке, измерьте зависимость скорости вращения шкива от силы, приложенной к шкиву. Постройте график этой зависимости.
Измерьте при помощи мультиметра ток, проходящий через мотор, при каждой массе поднимаемого груза. Постройте зависимость КПД мотора от скорости вращения шкива.
Оборудование: мотор со шкивом, нить, бутылка, вода, миллиметровая бумага, мультиметр, источник, секундомер, струбцина, линейка, весы (1 на аудиторию).
Примечание: скорость вращения шкива измеряйте в оборотах в секунду. Перед тем, как включать мотор, убедитесь, что нить натянута. Провисающая нить может попасть внутрь мотора и заклинить его.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаМеханическая мощность равна \(mgH/t\), электрическая — \(UI\); КПД — их отношение.
РешениеПроведём серию из 7 измерений времени подъёма бутылки для нескольких (минимум 10) масс воды, налитой в бутылку. В каждой серии измерений вычислим среднее значение времени подъёма груза и механическую мощность, производимую мотором, как \(P_M=mgH/t\), где \(H\) — длина нити, \(t\) — среднее время подъёма, \(m\) — масса груза. Для каждой серии измерений также измерим падение напряжения на моторе \(U\) и ток через мотор \(I\). Электрическая мощность \(P_E=UI\). Для каждой массы груза КПД равен отношению механической мощности к электрической. Построим графики зависимостей \(P(\omega)\) и \(\eta(\omega)\), где \(\omega\) — скорость вращения шкива.
Похожие задачи
- Блок питания с ограничением тока МОШ 2009/10, 9 кл.
- Три нагревателя и ключ МОШ 2010/11, 9 кл.
- Максимальная мощность в цепи с батареей «Шаг в будущее» 2010/11, 11 кл.
- Спираль кипятильника МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Электрический чайник в Калифорнии Санкт-Петербургская 2013/14, 8 кл.
- Светодиодный фонарик Интернет-олимпиада 2014/15, 9 кл.