球王会经典问题93:实验中使用的电机与电流表串联,然后连接到6V直流稳压电源。合上开关后,电机不转动。此时电流表读数为5A。检查发现电机轴上的齿轮卡死。排除故障后,让电机带动轻载旋转。此时电流表的读数为1A。这样可以计算出来,此时电机做机械功的功率是多少?
分析:1首先要明确的是机械设备总功率,电机在正常运行时不是纯电阻电器,但当瞬间卡死时,可以认为是纯电阻电器。
球王会1.1 电机卡死不转时,电路消耗的电能完全转化为内能。电机电路相当于一个纯电阻电路,电阻可以用欧姆定律计算。
1.2电机正常工作时机械设备总功率,电路消耗的电能转化为机械能和内能,即:电机电路消耗的总功率P为机械功率P机器与热功率P热量之和,即P总=P机+P热,则有P机=P总-P热。
1.3 现在要根据题意求P和P热之和
球王会1.3.1 从题意可以看出,电机卡死时机械设备总功率,电流I1=5A,U=6V机械设备总功率,所以电机的内阻可以用欧姆定律计算为
R=U/I1=6v/5A=1.2Ω
1.3.2 从题意来看机械设备总功率,电机正常运行时,电流为I2=1A,则
球王会Ptotal=UxI2=6Vx1A=6W
在 P=I2²xR=(1A)²×1.2Ω=1.2W
因此,P机=P总-P内
球王会=6W-1.2W=4.8W
正确答案:4.8。
球王会总结:了解电机在正常工作状态下并不是纯电阻电器,所以正确区分电机的两种工作状态是解决问题的关键。