Открытый Колледж http://college.ru
2. Задачи Всероссийской олимпиады школьников по физике за 2002 год Олимпиажы по физике

НазадВперед
N.2. Задачи Всероссийской олимпиады школьников по физике за 2002 год

Теоретический тур

11 класс


Задача 3. Коллекторный двигатель

Условие:

Коллекторный двигатель питается от источника постоянного тока с напряжением U = 12 В. На холостом ходу сила тока через обмотки ротора I1 = 4 А. Когда ротор затормозили до полной остановки, сила тока увеличилась до I2 = 24 А. Какую наибольшую полезную механическую мощность можно получить с помощью этого электродвигателя, если магнитное поле в нем создается постоянными магнитами, а момент сил трения в подшипниках ротора не зависит от скорости его вращения и механической нагрузки?

Решение:

Возникающая в обмотках ротора ЭДС Eds прямо пропорциональна угловой скорости его вращения, то есть Eds = αω. Поэтому при полной остановке ротора ток через обмотки определяется только их активным сопротивлением R = U / I2.
Пусть – угловая скорость вращения ротора при работе двигателя на холостом ходу, тогда из закона Ома находим В этом случае работа источника идет на выделение тепла в обмотках и преодоление сил трения, поэтому из закона сохранения энергии находим момент сил трения
Когда двигатель нагружен и вращается с угловой скоростью ω, из закона Ома находим силу тока в обмотках Полезная мощность двигателя в этом случае:
Это квадратичная функция, поэтому
Подставив в P(ω) выражения для R, α, M и ωm, получим:


НазадВперед
К содержанию

О проекте
 Учебник Учителю Физика в Интернете Олимпиады по физике

Смотрите также: Математика, Аннглийский язык, Химия, Биология, Физика, География, Астрономия.
Тренажеры по физике,  Подготовка к ЕГЭ 2017 онлайн,
А также: online подготовка к ЕГЭ на College.ru, библиотека ЭОРов и обучающие программы на Multiring.ru.