2016-12-18
Какую максимальную мощность может развить электромотор, включенный в сеть постоянного тока с напряжением 120 В, если полное сопротивление пени 20 Ом?
Решение:
Согласно закону сохранения энергии, мощность источника $UI$ расходуется на мощность электродвигателя $P$ и джоулева нагрева $RI^{2}$:
$UI = P + RI^{2}$. (1)
Отсюда находим:
$P = - RI^{2} + UI$. (2)
Последнее выражение имеет экстремум (наибольшее значение) при силе тока $I = \frac{U}{2R}$ и равно:
$P_{макс} =\frac{U^{2}}{4R} = 180 Вт$.
Примечание. ЭДС индукции $\mathcal{E}_{i}$ возникающая в обмотках электромотора, дается соотношением:
$\mathcal{E}_{i} = U - IR$, (3)
так что с учетом (2) мощность электромотора может быть представлена в виде:
$P = I \mathcal{E}$.