Робота електричного струму.Коефіцієнт корисної дії

джерело струму

вимикач

електродвигун

з’єднувальні провідники

● гиря (наприклад 100 г)● нитка● лінійка● секундомір

● електричний струм здатний виконувати роботу. Робота виконана електричним струмом визначається з формули:

де U — напруга джерела живлення, I — сила струму, t — час;● для того, щоб підняти вантаж на певну висоту — необхідно виконати певну роботу. Ця робота визначається з формули:

де m — маса вантажу, яку необхідно підняти, g — прискорення вільного падіння, h — висота, на яку піднімаємо вантаж;● піднімаючи вантаж за допомогою двигуна постійного струму ми можемо розрахувати коефіцієнт корисної дії цього двигуна. ККД розраховуємо з наступного рівняння:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. До двигуна постійного струму у набір Amperia додано маленьке пластмасове колесо з гумовою резинкою зверху. Цю резинку необхідно зняти з колеса, а потім її треба перевернути таким чином, щоб внутрішня її сторона, з двома ребрами, опинилась зверху, а зовнішня, вкрита зубцями, знизу. Тепер знову надягаємо резинку на пластмасове колесо. Тепер до гирі прив'язуємо один кінець нитки, а другий кінець цієї самої нитки прив'язуємо до однієї зі спиць колеса. Нарешті, колесо приєднуємо до двигуна. Вага гирі (m) має бути наперед визначеною.3. Послідовно з’єднуємо джерело живлення, вимикач та двигун. Вимикач має бути розімкнутим. Мотор розміщуємо з краю столу, а вантаж ставимо на підлогу. Слідкуємо за тим, щоб нитка, якою гиря приєднується до двигуна, знаходилась у натягнутому стані. За допомогою лінійки визначаємо точну довжину нитки (h) від верхівки гирі й до початку колеса двигуна.4. Вмикаємо джерело живлення, встановлюємо на ньому постійний струм з вихідною напругою 2 В (U). Підготовлюємо секундомір.5. Замикаємо вимикач та одночасно запускаємо секундомір. Звертаємо увагу на силу струму у колі (I).6. Коли гиря підніметься до колеса двигуна розмикаємо вимикач та зупиняємо секундомір (t).7. Тепер з рівняння:

розраховуємо ККД нашого двигуна, яке приблизно дорівнює 20%.

У досліді ми переконались, що електричний струм може виконувати механічну роботу, зокрема підіймати вантаж, також ми змогли визначити ККД електродвигуна як співвідношення роботи з підняття вантажу на певну висоту до роботи, яку виконує електричний струм.