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如图是某同学设计的电动窗帘(利用电动机转动带动窗帘打开或关闭).下表是他所使用的微型电动机的部分数据.堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴同定不动时的电流”.同时
题目详情
如图是某同学设计的电动窗帘(利用电动机转动带动窗帘打开或关闭).下表是他所使用的微型电动机的部分数据.堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴同定不动时的电流”. 同时他测定得到每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开.拉动半边窗帘时,挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.
请根据以上信息计算:
(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?
(2)窗帘从完全闭合到完全打开需要克服摩擦力做功多少?
(3)图中飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置.则安装电动窗帘时,传动装置的机械效率是多少?
型号 | 额定电压 | 额定电流 | 堵转电流 |
RS-360SH-14280 | 12V | 0.3A | 1.5A |
(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?
(2)窗帘从完全闭合到完全打开需要克服摩擦力做功多少?
(3)图中飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置.则安装电动窗帘时,传动装置的机械效率是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)电动机正常运行时的总功率:P总=U额I额=12V×0.3A=3.6W,
由表中数据可知堵转电流为1.5A,此时电动机的转轴不动,欧姆定律是适用的;
由欧姆定律可得电动机线圈电阻:R=
=
=8Ω,
电动机正常运行时,线圈的发热功率:
P热=(I额)2R=(0.3A)2×8Ω=0.72W,
电动机的输出功率(有用功率):
P输出=3.6W-0.72W=2.88W,
电动机的效率:
η=
=
×100%=80%;
(2)打开半边窗帘时克服摩擦力做功:
W=fs=2N×1.5m=3J,
窗帘从完全闭合到完全打开(两边窗帘都打开),需要克服摩擦力做功:
W有用=2×W=2×3J=6J;
(3)传动装置的有用功率:
P有用=
=
=1W,
电动机的额定输出功率:P输出=2.88W,
则传动装置的机械效率:
η=
=
×100%≈34.7%.
答:(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为80%;
(2)窗帘从完全闭合到完全打开需要克服摩擦力做功6J;
(3)则安装电动窗帘时,传动装置的机械效率是34.7%.
(1)电动机正常运行时的总功率:P总=U额I额=12V×0.3A=3.6W,
由表中数据可知堵转电流为1.5A,此时电动机的转轴不动,欧姆定律是适用的;
由欧姆定律可得电动机线圈电阻:R=
U |
I |
12V |
1.5A |
电动机正常运行时,线圈的发热功率:
P热=(I额)2R=(0.3A)2×8Ω=0.72W,
电动机的输出功率(有用功率):
P输出=3.6W-0.72W=2.88W,
电动机的效率:
η=
P输出 |
P总 |
2.88W |
3.6W |
(2)打开半边窗帘时克服摩擦力做功:
W=fs=2N×1.5m=3J,
窗帘从完全闭合到完全打开(两边窗帘都打开),需要克服摩擦力做功:
W有用=2×W=2×3J=6J;
(3)传动装置的有用功率:
P有用=
W有用 |
t |
6J |
6s |
电动机的额定输出功率:P输出=2.88W,
则传动装置的机械效率:
η=
P有用 |
P输出 |
1W |
2.88W |
答:(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为80%;
(2)窗帘从完全闭合到完全打开需要克服摩擦力做功6J;
(3)则安装电动窗帘时,传动装置的机械效率是34.7%.
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