Question

9．一台直流电动机，若由于某种原因，电动机被卡住不转，测得其两端电压为U₀=0.3V，I₀=0.3A．现在使其正常转动测得其电压为U=2V，I=0.8A，求：在正常转动情况下：
（1）电动机线圈的内阻r；
（2）电动机的电功率；
（3）电动机的发热功率；
（4）电动机的输出功率；
（5）电动机的机械效率．

Answer 1

分析 电机不转时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出其电阻．当电机正常工作时，根据P_总=UI求出消耗的电功率，根据能量守恒定律求出电机输出的功率．

解答 解：（1）电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：
r=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.3}{0.3}$=1Ω
（2）当电机正常工作时，电机总功率为：P_总=UI=2×0.8=1.6W
（3）电动机的发热功率为：P_热=I²r=0.8²×1=0.64W，
（4）电机输出的机械功率为：P_出=UI-I²r=2×0.8-0.8²×1=0.96W
（5）电动机的机械效率为：$η=\frac{{P}_{机}}{{P}_{入}}$×100%=$\frac{0.96}{1.6}$×100%=60%．
答：（1）电动机线圈的内阻r为1Ω；
（2）电动机的电功率为1.6W；
（3）电动机的发热功率为0.64W；
（4）电动机的输出功率为0.96W；
（5）电动机的机械效率为60%．

点评 对于电动机，不转时，其电路是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．