| Тема: Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия (Кпд механизмов) Условие задачи полностью выглядит так:
Задача из главы Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия по предмету Физика из задачника Сборник задач по физике 7-9, Лукашик, Иванова (7 класс, 8 класс, 9 класс) |
davay5.com
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Оборудование / / Электродвигатели. Электромоторы. / / Таблица : номинальный ток электродвигателя = электромотора при полной нагрузке однофазных и 3-х фазных моторов в зависимости от напряжения 110VAC, 220VAC, 240VAC, 380VAC, 415VAC, 550VAC; Мощность 0,07-150кВт. Сила тока в зависимости от мощности
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dpva.ru
Как определить мощность и потребляемый ток электродвигателя
Все электрические двигатели выпускаются с табличками на корпусе, из которых можно узнать основные характеристики электродвигателя: его марку, потребляемый номинальный рабочий ток и мощность, частоту вращения, тип двигателя, КПД и cos(fi). Так же эти данные указаны в паспорте к устройству.
Из всех параметров наиболее важное значение для подключения имеют: мощность электродвигателя и потребляемый ток, не стоит его путать с пусковым. Именно эти данные позволяют нам определить достаточность мощности для привода, необходимое сечение кабеля для подключения мотора и подобрать подходящие по номиналу для защиты автомат и тепловое реле.
Но бывает, что нет паспорта или таблички и для определения этих величин необходимо будет сделать измерения. Как узнать мощность, рабочий ток и снизить пусковой, Вы узнаете далее из этой статьи.
Как определить мощность электродвигателя
Проще всего посмотреть на табличку и найти величину в киловаттах. Например, на картинке она равна 45 кВт.
Учтите, что эта величина на табличке указывает на потребляемую активную мощность из электросети. Полная же мощность будет равна сумме активной и реактивной мощности. Электрические счетчики в доме или гараже считают только расход активной электроэнергии, а учет реактивной энергии ведется только на предприятиях при помощи специальных счетчиков. Чем выше у электродвигателя cos(fi), тем меньше будет составляющая реактивной энергии в полной мощности. Не стоит путать cos(fi) с КПД. Этот показатель показывает сколько электроэнергии переводится в полезную механическую работу, а сколько в бесполезное тепло. Например, КПД равный 90 процентам, говорит о том, что десятая часть потребленной электроэнергии уходит на тепловые потери и трение в подшипниках.
Вы должны иметь ввиду, что в паспорте или на табличке указывается номинальная мощность, которая будет равна этому значению только при условии достижения оптимальной нагрузки на вал. При чем перегружать не стоит вал по целому ряду причин, лучше выбрать по мощнее мотор. На холостом ходу величина тока будет гораздо ниже номинала.
Как же определить номинальную мощность электродвигателя? В интернете Вы найдете много различных формул и расчетов. Для некоторых необходимо помереть размеры статора, для других формул понадобится знать величину тока, КПД и cos(fi). Мой совет не заморачивайтесь со всем этим. Лучше этих расчетов все равно будут практические измерения. И для их проведения ничего не понадобится вообще.
Как определить мощность любого электроприбора в доме или гараже? Конечно с помощью счетчика электроэнергии. Перед началом измерения отключите все электроприборы из розеток, освещение и все то, что подключено от электрощита.
Далее если у Вас электронный счетчик типа Меркурий, все очень просто надо включить мотор под нагрузкой и погонять минут 5. На электронном табло должна высветится величина нагрузки в кВт, подключенная к счетчику в данный момент.
Если же у вас дисковый индукционный счетчик учитывайте, что он учет ведет в киловатт/часах. Запишите перед началом измерений последние показатели, включайте двигатель строго секунда в секунду ровно на 10 минут, затем после остановки отнимите новые показания от предыдущих и умножайте кВт\ч на 6. Полученный результат и будет активной мощностью данного двигателя в Киловаттах, для перевода в Ватты разделите на 1000. Рекомендую прочитать статью: как снимать показания электросчетчика.
Если двигатель маломощный, тогда для более высокой точности можно посчитать обороты диска. Например, за одну минуту он сделал 10 полных оборотов, а на счетчике написано 1200 оборотов= 1 кВт/ч. 10 умножаем на количество минут в часе и получаем 600 оборотов за час. 1200 делим на 600 и получаем 500 Ватт или 0.5 кВт. Чем дольше по времени будете измерять, тем точнее будут данные. Но время всегда должно быть кратно полной минуте. Затем делим 60 на количество минут измерения и умножаем на сосчитанные обороты. После этого величину оборотов, равных одному Киловатт/часу для вашей модели электросчетчика делим на полученный результат и получаем необходимую величину мощности.
Как определить потребляемый ток электродвигателя
Зная мощность, легко можно высчитать величину потребляемого тока. Для 3 фазных двигателей, подключенных по схеме звезда на 380 Вольт, необходимо умножить мощность в киловаттах на 2. Например, при мощности 5 киловатт ток будет равен 10 Ампер. Опять же учитывайте, что такой ток мотор будет брать только под нагрузкой максимально близкой к номиналу. Полунагруженный электродвигатель и тем более на холостом ходу будет потреблять значительно меньший ток.
Для определения тока в однофазных сетях, необходимо мощность разделить на напряжение. Например, при работе двигателя напряжение в месте его подключения равно 230 Вольт. Это важно так, как после включения нагрузки напряжение скорее всего понизится в месте подключения электродвигателя.
Если например, мощность мотора на 220 Вольт по измерениям оказалась равной 1.5 кВт или 1500 Ватт. Делим 1500 на 230 Вольт и получаем, что рабочий ток двигателя приблизительно равен 6.5 Ампер.
Пусковой ток электродвигателя
При запуске любого типа электродвигателя возникает пусковой ток от 2 до 8 кратного значению номинального тока в рабочем режиме электродвигателя. Величина пускового тока зависит от типа двигателя, скорости вращения, схемы подключения, наличие нагрузки на валу и от других параметров.
Пусковой ток возникает, потому что в момент запуска наводится очень сильное магнитное поле в обмотках необходимое, что бы сдвинуть с места и раскрутить ротор. При включении мотора сопротивление обмоток мало, а следовательно по закону Ома, ток вырастает при неизменном напряжении в участке цепи. По мере того как двигатель раскручивается, возникает в обмотках ЭДС или индуктивное сопротивление и ток начинает уменьшаться до номинального значения.
Эти всплески реактивной энергии негативно сказываются на работе других электропотребителей, подключенных к этой же линии электропитания, что служит причиной возникновения особенно губительных для электроники скачков или перепадов напряжения.
Снизить вдвое пусковой ток можно при использовании специально разработанного для этих целей тиристорного блока, а лучше при помощи устройства плавного запуска (УПЗ). УПЗ с меньшим пусковым током и быстрее в полтора раза запускает мотор по сравнению с тиристорным запуском. 
Устройства плавного запуска подходят как к синхронным, так и к асинхронным двигателям. УПЗ выпускаются предприятиями Украины и России.
Для запуска трехфазного асинхронного двигателя сегодня нередко используются и преобразователя частоты. Широкое их распространение пока сдерживает только цена. Благодаря изменению величин частоты тока и напряжения удается не только сделать плавный запуск, но и регулировать скорость вращения ротора. По другому как только изменением частоты электрического тока, регулировать скорость вращения асинхронного двигателя нет возможности. Но следует знать, что частотный преобразователь создает помехи в электросети, поэтому для подключения электроники и бытовой техники используйте сетевой фильтр.
Использование устройства плавного запуска и частотного преобразователя позволяет не только сохранить стабильность электропитания у Вас и Ваших соседей, подключенных к одной линии электроснабжения, но и продлить срок службы электродвигателей.
jelektro.ru
Задачи для самостоятельного решения. 401. Лампочка и реостат соединены последовательно и присоединены к источнику тока
401. Лампочка и реостат соединены последовательно и присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки 40 В, сопротивление реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найти силу тока в цепи.
402. ЭДС батареи 12 В, сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую мощность может дать батарея во внешней цепи?
403. ЭДС батареи 20 В. Сопротивление внешней цепи 2 Ом, сила тока 4 А. Определить КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД будет 99 %?
404. Требуется изготовить нагревательную спираль для электрической плитки мощностью 0,50 кВт, предназначенной для включения в цепь напряжением 220 В. Сколько (в метрах) нужно взять для этого нихромовой проволоки диаметром
0,40 мм? Удельное сопротивление нихрома в нагретом состоянии 1,05·10-6 Ом·м.
405. К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.
406. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через 15 мин, а если только вторая, то через 30 мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить:
а) последовательно, б)последовательно?
407. Ток в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от нуля до 10 А в течение 30 с. Найти количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.
408. Ток в проводнике сопротивлением 12 Ом равномерно убывает от 5 А до нуля в течение 10 с. Найти количество теплоты, выделенное в этом проводнике за указанный промежуток времени.
409. По проводнику сопротивлением 3 Ом течет равномерно нарастающий ток. Количество теплоты, выделившееся в проводнике за 8 с, равно 200 Дж. Определить количество электричества, протекшее за это время по проводнику. В начальный момент времени ток в проводнике был равен нулю.
410. Ток в проводнике сопротивлением 15 Ом равномерно возрастает от нуля до некоторого максимума в течение 3 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 10 кДж. Найти среднее значение силы тока в проводнике за этот промежуток времени.
411. Ток в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения в течение 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 1 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его 3 Ом.
412. Генератор с напряжением на зажимах 220 В передает во внешнюю цепь мощность 11кВт. Какого минимального сечения должны быть медные провода линии передачи длиной 50 м, чтобы потеря напряжения в них не превышала 2 % от указанного напряжения?
413. Мощность тока у потребителя 10 кВт при напряжении 400 В. Определить падение напряжения в медных проводах линии электропередачи, если их сечение
26 мм2 , а расстояние он генератора до потребителя 500 м.
414. В сеть с напряжением 220 В параллельно включены пять электродвигателей электрической мощностью 1,5 кВт каждый. Длина подводящих медных проводов 250 м, а их сечение 25 мм2. Определить ток в цепи, напряжение на зажимах генератора и потерю мощности в подводящих проводах.
415. Источник электрической энергии с ЭДС 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замыкается проводником. Определить силу тока и сопротивление проводника, если мощность тока во внешней цепи 0,6 Вт.
416. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цепи 0,8 А, при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока. короткого замыкания.
417. Имеются 24 одинаковых источника тока с ЭДС 1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом. Эти источники соединены так, что образуют батарею из n последовательных секций, каждая из которых состоит из соединенных параллельно источников. К батарее подключен прибор, обладающий сопротивлением 0,3 Ом. При каком n мощность , отбираемая прибором, будет максимальной? Чему равно максимальное значение мощности?
418. Какую максимальную полезную мощность может выделить аккумулятор с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом? Каково при этом сопротивление внешней цепи и КПД аккумулятора?
419. От батареи с ЭДС 500 В требуется передать энергию на расстояние 2,5 км. Потребляемая мощность 10 кВт. Найти минимальные потери мощности (в процентах) в сети, если диаметр медных подводящих проводов 1,5 см.
420. Батарея с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнута на внешнем сопротивлении 23 Ом. Найти полную мощность, полезную мощность и КДП батареи.
421. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях 5 и
0,2 Ом. Найти КПД генератора в каждом из этих случаев.
422. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление 0,5 Ом. Найти ЭДС элемента и внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна 2,5 Вт.
423. Три лампы сопротивлением 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 120 В. Определить мощность, потребляемую всеми лампами, общий ток и энергию, израсходованную за 8 ч горения ламп.
424. Электродвигатель, сопротивление обмотки которого 0,40 Ом, работает от сети с напряжением 300 В при токе 50 А. Определить энергию, израсходованную за 5 ч, механическую работу и потери на нагревание обмотки.
425. Лампа мощностью 500 В рассчитана на напряжение 110 В. Определить сопротивление лампы в рабочем состоянии. Определить дополнительное сопротивление, требуемое для включения ее в сеть с напряжением 127 В.
426. Дуговая лампа включена последовательно с сопротивлением 7,3 Ом в сеть с напряжением 110 В. Потребляемая лампой мощность составляет 410 Вт. Определить ток в лампе и ее сопротивление в рабочем состоянии.
427. Определить стоимость израсходованной энергии за 22 рабочих дня при восьмичасовой продолжительности рабочего дня, если в мастерской работают 4 электродвигателя мощностью 5,0 л.с. каждый. Тариф 4 коп. за 1 кВт×ч
(1л.с. = 750 Вт).
428. Определить общую силу тока в шести электродвигателях, установленных на электровозе, если напряжение на линии 3 кВ, механическая мощность каждого двигателя 350 кВт и КПД 92 %.
429. Две лампы накаливания мощностью 100 и 80 Вт рассчитаны на напряжение 120 В. Какую мощность будет потреблять каждая лампа, если их включить в сеть не параллельно, а последовательно? Какая лампа будет гореть ярче? Как распределится напряжение между лампами?
430. Напряжение на зажимах генератора 132 В, а у потребителя 127 В. Определить падение напряжения в магистральных проводах и их сопротивление, если мощность у потребителя 5,0 кВт.
431. Электрический подогреватель воды для аквариума, присоединенный к источнику электрической энергии с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 3,2 Ом, потребляет мощность 10 Вт. Определить ток в цепи и КПД установки.
432. Генератор с напряжением на зажимах 220 В передает во внешнюю цепь мощность 11 кВт. Какого минимального сечения должны быть медные провода линии передачи длиной 50 м, чтобы потеря напряжения в них не превышала 2 % от указанного напряжения?
433. Сопротивление одной электрической лампочки в рабочем состоянии 420 Ом. Какое количество ламп включено параллельно в цепь, если при напряжении 127 В мощность, потребляемая лампами, равна 1,52 кВт? Сопротивление соединительных проводов не учитывать.
434. Мощность тока у потребителя 10 кВт при напряжении 400 В. Определить падение напряжения в подводящих медных проводах, если их сечение 26 мм2, а расстояние от генератора до потребителя 500 м.
435. Электровоз движется с постоянной скоростью 43,2 км/ч, развивая при этом среднюю силу тяги 43,7 кН. Определить ток в двигателе электровоза, если напряжение на коллекторе двигателя 1500 В, а КПД двигателя 92 %.
436. От генератора с напряжением 20 000 В требуется передать потребителю мощность 100 кВт на расстояние 2,5 км. Определить минимальное сечение медных проводов, если потери напряжения в линии не должны превышать 2 %.
437. В сеть с напряжением 220 В параллельно включены пять электродвигателей электрической мощностью 1,5 кВт каждый. Длина подводящих к сети медных проводов 250 м, а их сечение 25 мм2 . Определить ток в цепи, напряжение на зажимах генератора и потерю мощности в подводящих проводах.
438. Электродвигатели трамвайных вагонов работают при токе 112 А и напряжении 550 В. С какой скоростью движется трамвай, если двигатели создают силу тяги 3600 Н, а их КПД 70 %?
439. Скоростной лифт, сила тяжести которого 15,7 кН, поднимается со скоростью 1,0 м/с. Какую мощность потребляет электрический двигатель, приводящий в движение лифт? Определить силу тока, если напряжение в сети 220 В, а КПД двигателя 92 %.
440. Тяговый электродвигатель подъемного крана работает от сети с напряжением 220 В при токе 10 А и за 1 ч 20 мин поднимает на высоту 30 м груз массой 26 т. Определить мощность тока, потерю мощности и КПД установки.
441. Какое максимальное тяговое усилие развивает дизельный электротрактор при скорости передвижения 2,0 км/ч, если его тяговый электродвигатель с КПД
72 % работает при токе 360 А и напряжении 470 В?
442. Как изменится количество выделяемого тепла, если сопротивление спирали уменьшить в 2 раза, а ток в 2 раза увеличить?
443. Какое количество тепла выделилось в реостате с сопротивлением 6,0 Ом, если за 5,0 мин через него прошло 600 Кл электричества?
444. Для нагревания 2,0 л воды от 19 °С до температуры кипения израсходовано 0,225 кВт×ч энергии. Каков КПД нагревателя? Определить сопротивление нагревательного элемента кипятильника, если напряжение в сети 120 В и нагревание продолжалось 18 мин.
445. Электрический кипятильник мощностью 1,0 кВт, работающий от сети с напряжением 220 В, за 12 мин нагревает 1,5 л воды на 88 °С . Найти КПД нагревателя.
446. В электрической печи необходимо за 10 мин довести до кипения и полностью испарить 1 л воды с начальной температурой 20 °С. Какой длины нихромовый проводник нужно использовать в нагревательном элементе печи, если его сечение 0,5 мм2 ? Печь рассчитана на напряжение 120 В и имеет КПД 80 %.
447. Из никелиновой проволоки длиной 6 м изготовлен нагреватель, который при токе 5,0 А за 14 мин нагревает 1,5 л воды на 84 °С. Определить диаметр никелиновой проволоки. Потерями энергии пренебречь.
448. Определить сопротивление нагревательного элемента электрического чайника, в котором 1,8 л воды с начальной температурой 10 °С нагревают до 100 °С за 22,5 мин. Электрический чайник работает от сети с напряжением 120 В и имеет КПД 80 %. Чему равен ток в нагревательном элементе?
449. Сколько льда при температуре –10 °С можно растопить за 10 мин на электрической плитке, работающей от сети с напряжением 220 В при токе 3,0 А, если общий КПД установки 80 %?
450. В калориметр с 300 г спирта погружена спираль сопротивлением 5,7 Ом, подключенная к батарее из трех последовательно соединенных аккумуляторов с ЭДС по 2 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом каждый. Какова удельная теплоемкость спирта, если за 3 мин он нагрелся на 1,4 К?
451. Сколько витков никелиновой проволоки надо навить на фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см, чтобы изготовить электрический нагреватель, который за 10 мин может нагреть 120 г воды от 10 до 100 °С? Диаметр проволоки 0,20 мм, напряжение в сети 110 В, общие потери энергии 40 %.
452. Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов с ЭДС по 1,5 В и внутренним сопротивлением по 0,3 Ом. При какой силе тока мощность, отдаваемая во внешнюю цепь, будет наибольшей?
453. Элемент один раз замыкают сопротивлением 0,64 Ом, а другой – сопротивлением 2,25 Ом. В обоих случаях мощность тока в проводниках оказалась одинаковой. Каково внутреннее сопротивление элемента?
454. Источник с ЭДС 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замыкают проводником. Определить силу тока и сопротивление проводника, если мощность тока во внешней цепи 0,6 Вт.
455. Источник тока при коротком замыкании дает ток 1,5 А. Если его замкнуть на внешнее сопротивление 4 Ом, то мощность тока во внешней цепи будет равна 1 Вт. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
456. Электрическая печь мощностью 2,15 кВт включена в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление подводящих проводов 0,5 Ом. Определить сопротивление печи и длину медного провода диаметром 2 мм, пошедшего на ее изготовление.
457. Насколько нагреется алюминиевый провод сечением 18 мм2 при пропускании по нему тока 3 А в течение 20 с? Считать, что вся выделенная энергия идет на нагревание провода.
458. Насколько повысится температура медных проводов сечением 3 мм2 , когда расплавится свинцовый предохранитель с поперечным сечением 1 мм2 ? Начальная температура свинца 15 °С.
megaobuchalka.ru