ID: 00010775
Электровоз, потребляющий ток 1,6 кА, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85 %. Под каким напряжением работает двигатель электровоза?
Источник: ФИПИ
I = 1{,}6 \cdot 10^3 А; v = 12 м/с; F = 340 \cdot 10^3 Н; \eta = 0{,}85.
напряжение U.
КПД двигателя:
\eta = \frac{A_\text{пол}}{A_\text{затр}},
где A_\text{пол} — полезная механическая работа, A_\text{затр} — затраченная электрическая работа за одинаковое время t.
Полезная работа (механическая):
A_\text{пол} = F \cdot s = F \cdot v \cdot t.
Затраченная работа (электрическая):
A_\text{затр} = U \cdot I \cdot t.
Подставляем в формулу КПД:
\eta = \frac{F \cdot v \cdot t}{U \cdot I \cdot t} = \frac{F \cdot v}{U \cdot I}.
Выражаем U:
U = \frac{F \cdot v}{\eta \cdot I} = \frac{340 \cdot 10^3 \cdot 12}{0{,}85 \cdot 1{,}6 \cdot 10^3}.
U = \frac{4{,}08 \cdot 10^6}{1360} = 3000 \text{ В}.
Напряжение: U = 3000 В = 3 кВ.
3000