Задача 13. Расчет мощности
Предположим, что амперметр, включенный в цепь лампочки, показывает силу тока 3 а. Лампочка подключена к сети 120 в.
Вопросы:
а) Какое количество энергии рассеивается лампочкой в виде тепла и излучения за 10 сек[21]?
б) Какую мощность «потребляет» лампочка, т. е. насколько быстро лампочка преобразует электрическую анергию в тепловую и др.?
Ответы:
а) 1. Сила тока равна 3 а. ЭТО ЗНАЧИТ, ЧТО КАЖДУЮ СЕКУНДУ ЧЕРЕЗ ЛАМПОЧКУ ПРОХОДИТ 3 КУЛОНА.
Следовательно, за 10 сек через лампочку проходит заряд, равный ___∙___ >(единицы)
2. Напряжение на лампочке равно 120 в. ЭТО ЗНАЧИТ, ЧТО КАЖДЫЙ КУЛОН, ПРОХОДЯЩИЙ ЧЕРЕЗ ЛАМПОЧКУ, ОТДАЕТ 120 дж (лампочке). (Иначе говоря, в лампочке на каждый кулон преобразуется 120 дж из электрической энергии в тепловую и др.)
Объединяя данные, содержащиеся в пунктах 1 и 2, получаем, что
ЭНЕРГИЯ, ВЫДЕЛИВШАЯСЯ за 10 сек =
= (___∙___)∙(___∙___> (единицы)) =
= ______∙______ >(единицы)
б) МОЩНОСТЬ = СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ = ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ / Время
= ___∙___ >(единицы)
Но для единицы дж/сек принято сокращенное наименование «ватт».
Следовательно, мощность… = ___∙___ >(новые единицы).
Задача 14. Мощность
Автомобильная лампочка, подсоединенная толстым проводом к 6-вольтовому аккумулятору, потребляет 12 а. Вычислите потребляемую мощность в ваттах, используя видоизмененную форму записи ответа предыдущей задачи.
Задача 15. Мощность
Электромотор потребляет от 100-вольтового источника питания ток величиной 20 а. Три четверти мощности идет на поднятие груза. Оставшаяся четверть теряется в виде тепла в моторе.
Вопросы:
а) Вычислите полезную мощность.
б) Часто мощность электромотора указывают в лошадиных силах.
Подсчитайте приближенно мощность этого электромотора в л. с., имея в виду его полезную мощность.
в) С какой скоростью поднимается вверх груз 50 кг?
г) Предположим, что для поднятия того же груза используются источник питания с напряжением 1000 в и электромотор, работающий не от 100 в, а от 1000 в. Какой ток потреблял бы новый мотор и почему? (Предполагается, что речь идет о подъеме точно такого же пятидесятикилограммового груза с такой же скоростью; коэффициент полезного действия нового мотора также равен 75 %.)
д) Какими, по вашему мнению, преимуществами и недостатками должна обладать система с напряжением 1000 в по сравнению со 100-вольтовой? A л. с. равна 746 вт, или приблизительно >3/>4 киловатта. Примите 1 кет равным >4/>3 л. с., а 1 л. с. — 75 кГм/сек.)
