Решение: Сила тока электровоза
Электровоз, работающий при напряжении $3\ \text{кВ}$, развивает при скорости $12\ \text{м/с}$ силу тяги $340\ \text{кН}$. КПД двигателя электровоза равен $85\%$. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя?
Запишите решение с пояснением используемых формул и единиц измерения.
Решение по шагам
4 шагаПереведём заданные величины в единицы СИ:
$$U = 3\ \text{кВ} = 3000\ \text{В},\quad F = 340\ \text{кН} = 340000\ \text{Н}$$Механическая мощность электровоза равна произведению силы тяги на скорость:
$$P_{\text{мех}} = Fv = 340000 \cdot 12 = 4080000\ \text{Вт}$$С учётом КПД механическая мощность составляет $\eta$ от потребляемой электрической мощности:
$$\eta = \frac{P_{\text{мех}}}{P_{\text{эл}}},\quad P_{\text{эл}} = UI$$Выразим силу тока и подставим значения:
$$I = \frac{P_{\text{мех}}}{\eta U} = \frac{4080000}{0{,}85 \cdot 3000} = 1600\ \text{А}$$Сила тока в обмотке электродвигателя равна $1600\ \text{А}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не переводят киловольты и килоньютоны в единицы СИ.
Используют формулу $P = Fv$ без учёта КПД.
Умножают механическую мощность на КПД вместо деления при нахождении потребляемой электрической мощности.