Question

當前城鎮化建設進程中，在一些場館和樓房建設工地上，常見一種“塔吊”的起重設備，其主要組成為電動機和機械兩部分，如圖所示。假設某“塔吊”配置的電動機銘牌上標有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻0.5Ω。在一次起吊中，該“塔吊”電動機正常工作25s，把質量為3t的重物吊起22m(g取10N/kg)。求：

（1）電動機吊起重物的過程中消耗的電能。

　（2）電動機正常工作過程中線圈產生的熱量。

　（3）該次起吊過程中“塔吊”機械部分的機械效率。

Answer 1

（1）由于電動機正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P=38kW=3.8×10⁴W，工作時間t=25s，所以電動機消耗的電能為：

W=Pt＝3.8×10⁴W×25s＝9.5×10⁵J 　                                   

（2）電動機正常工作時的電流：I=          

　線圈產生的熱量：Q=I²Rt=(100A)²×0.5Ω×25s =1.25×10⁵J                　

（3）線圈電流產生熱量即該“塔吊”本身消耗的電能為W₁=Q=1.25×10⁵J，所以“塔吊”電能轉化為機械能的總量，即機械部分所做的總功為：

    W_總=W-W₁ =9.5×10⁵J-1.25×10⁵J=8.25×10⁵J　　                        

　又因為η=所以該次起吊過程中“塔吊”機械部分的機械效率：

  =80%