Меню

Двигатель электромобиля имеет максимальную мощность 840 вт

Мощность. Единицы мощности

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

547. Выразите в киловаттах и мегаваттах следующие мощности: 5300 Вт; 700 Вт; 2 Вт; 10 000 Вт.

Мощность. Единицы мощности


548. Выразите в ваттах следующие мощности: 8 кВт; 6,4 кВт; 0,3 кВт; 0,07 МВт; 0,005 МВт.

Мощность. Единицы мощности


549. Водопад высотой 10 м дает в минуту 2400 л воды. Какую работу совершает за минуту сила тяжести, действующая на воду?

Мощность. Единицы мощности

550. Какую работу совершает двигатель мотоцикла мощностью 200 кВт за 30 мин?

Мощность. Единицы мощности

551. Элеватор поднимает в час 720 000 кг зерна на высоту 25 м. Определите необходимую для этого мощность элеватора.

Мощность. Единицы мощности

552. В шахте на глубине 100 м каждую минуту прибывает 4,5 м3 воды. Какой мощности потребуется насос для откачки этой воды на поверхность?

Мощность. Единицы мощности


553. Электромобиль мощностью в 29,4 кВт перевез груз за 20 мин. Какую работу совершил автомобиль?

Мощность. Единицы мощности

Мощность. Единицы мощности

555. Человека массой 68 кг вытаскивают из ямы с помощью лошади со скоростью 4 км/ч. Определите мощность лошади.

Мощность. Единицы мощности


556. Вода падает в турбину Днепровской гидроэлектростанции с высоты 37,5 м. Расход воды в турбине 200 м3 /с. Какова мощность турбины?

Мощность. Единицы мощности

557. Определите мощность двигателя, который равномерно поднимает груз массой 5 кг на высоту 0,6 м за 2 с.

Мощность. Единицы мощности


558. Турист при равномерной ходьбе в течение трех часов делает 15 000 шагов и за каждый шаг совершает 30 Дж работы. Определите мощность туриста.

Мощность. Единицы мощности


559. Штангист поднимает штангу массой 140 кг на высоту 80 см за 0,4 с. Какова его мощность?

Мощность. Единицы мощности

560. С обрыва высотой 25 м за 15 мин падает 750 т воды. Какова мощность падающей воды?

Мощность. Единицы мощности


561. Моторная лодка развивает скорость 102 км/ч, при этом ее сила тяги равна 300 Н. Определите мощность двигателя моторки.

Мощность. Единицы мощности


562. Какова сила тяги тепловоза мощностью 4200 кВт при скорости 90 км/ч?

Мощность. Единицы мощности


563. Двигатель электромобильчика имеет максимальную мощность 880 Вт. Определите силу сопротивления при скорости 10 м/с.

Мощность. Единицы мощности


564. Растягивающей силой 10 кН удлинили стальной стержень на 2 мм. Какая при этом совершена работа?

Мощность. Единицы мощности


565. В гидравлическом прессе под давлением пара в 5 атмосфер (1 атм.=101 кПа) поршень поднялся на 50 см. Определите работу пара, если площадь поршня равна 0,03 м2 .

Мощность. Единицы мощности

566. Человек массой 75 кг, взбегая по лестнице, поднимается на высоту 12 м в течение 0,25 мин. Определить развиваемую при этом мощность.

Мощность. Единицы мощности


567. Паровоз, развивая мощность 590 кВт, проходит в течение 20 с 0,3 км, двигаясь равномерно. Определите силу тяги паровоза.

Мощность. Единицы мощности

568. Масса черпака с углем равна 0,3 т, Определите мощность двигателя подъемного крана, если за 5 с черпак поднимается на высоту 15 м.

Мощность. Единицы мощности


569. Определите работу, совершаемую двигателем мощностью 100 кВт в течение 1 часа.

Мощность. Единицы мощности

570. Мощный башенный кран может поднять груз весом 5 т. Если для подъема груза двигатель крана развивает мощность 30 кВт, то в течение какого времени груз будет поднят на высоту 20 м?

Мощность. Единицы мощности

571. Из скважины глубиной 200 м нужно выкачать 150 м3 воды. Мощность насоса 14,7 кВт. За какое время насос справится с этой работой?

Мощность. Единицы мощности

572. Лебедка поднимает кирпичи на высоту 20 м. За 8 часов непрерывной работы она подняла 250 т кирпича. Вычислите мощность лебедки.

Мощность. Единицы мощности


573. Электровоз равномерно тянет поезд массой 400 т на подъеме длиной 500 м и повышении пути на 1м. Какова сила тяги электровоза, если сила сопротивления движению равна 11,8 кН?

Мощность. Единицы мощности

574. Для откачивания воды из водяного пласта на глубине 250 м пользуются двигателем мощностью 120 л.с. (1 л.с. = 735,5 Вт). За какое время двигатель откачает 54 м3 воды?

Мощность. Единицы мощности

575. Под поршнем площадью 0,02 м2 находится воздух, давление которого равно 105 Па. Нагреваясь, воздух расширяется и приподнимает поршень на 10см. Какую работу производит воздух при расширении?

Источник



Электромобили: потребление, ёмкость батареи и дальность хода

Видя что многие мои читатели очень мало знают о современных электромобилях, решил написать краткий «курс молодого бойца».

Потребление современного электромобиля довольно низкое, порядка 120-300 Вт·ч (Ватт-час) на км, в зависимости от модели, от времени года и от того, как вы водите и по каким дорогам вы ездите. В самих машинах эта величина обычно выражается сколько кВт·ч вы используете для того, чтобы проехать 100 км. То есть, если для Nissan Leaf летом первая величина 140-160 Вт·ч на км, вторая будет 14-16 кВт·ч. Усреднённое потребление легковых электромобилей можно считать около 200 Вт·ч на км или 20 кВт·ч на 100 км (включая зиму и движение по трассе с высокой скоростью, где расход заметно выше).

Читайте также:  Как увеличить мощность звука наушников

Батарея обычно находится между осями электромобиля

Батарея обычно находится между осями электромобиля

Ёмкость батареи выражается в кВт·ч и постоянно растёт. Если в ранних электромобилях (2013-2016) типичной была ёмкость между 20 и 30 кВт·ч, то сейчас нормальная величина около 60 кВт·ч и у самых дорогих моделей она доходит до 100 кВт·ч (например, Tesla Model S 100D). Вот, к слову, как изменялась ёмкость батареи и дальность хода Nissan Leaf, одного из самых популярных электромобилей с 2010 по 2019 годы:

https://www.nissan-global.com/EN/TECHNOLOGY/OVERVIEW/li_ion_ev.html. Данные для дальности хода в японском стандарте JC08, очень оптимистичном (нереальном)

https://www.nissan-global.com/EN/TECHNOLOGY/OVERVIEW/li_ion_ev.html. Данные для дальности хода в японском стандарте JC08, очень оптимистичном (нереальном)

Ещё один важный параметр для батареи — это её ёмкость НЕТТО и БРУТТО. БРУТТО — это полная ёмкость батареи, НЕТТО — эта та, которую вам разрешают использовать. Так как полная разрядка до 0% и максимальная зарядка до 100% ускоряют деградацию батареи (потерю ёмкости), все производители встраивают два буфера в батарею для продления её жизни. Буфер «снизу» не даёт разряжать батарею до 0%. Это значит что когда ваша батарея опустится до, скажем 7%, ваш электромобиль покажет 0% заряда батареи и отключится. Буфер «сверху» не позволят зарядить батарею до 100%. То есть, когда электромобиль заряжен до, скажем 90%, на приборной панели вы видите 100%.

Буфера на электромобиле (https://www.emobilitysimplified.com/2020/06/why-rapid-charger-stops-charging-at-90-percent-battery.html)

Буфера на электромобиле (https://www.emobilitysimplified.com/2020/06/why-rapid-charger-stops-charging-at-90-percent-battery.html)

Кроме того, это позволяет сохранять постоянным дальность хода: деградация батареи «съедает» часть ёмкости буферов в первые годы жизни и водитель не замечает никакой разницы.

Дальность хода зависит от ёмкости батареи и потребления. Она обычно выражается в значении полученным по одному из стандартных тестов автомобилей (NEDC, WLTP или EPA). Эти тесты созданы для симуляции реальных условий для определения потребления и дальности хода электромобиля. Стандарт NEDC считается самым старым и слишком оптимистическим (то есть, даёт нереально высокую дальность хода, недостижимую в реальных условиях), и поэтому больше не используется. WLTP — используемый в Европе — более или менее показывает дальность хода при смешанной езде летом (город + не быстрая дорога), в то время как EPA — американский стандарт — может считаться наиболее приближённым к реальным условиям.

Вот, например дальность хода для Nissan Leaf E+ с батареей в 62 кВт·ч. Тесты сделаны в Норвегии.

https://www.naf.no/elbil/elbiler-i-norge/nissan-leaf-2018/rekkeviddetest-nissan-leaf-62-kwt/

https://www.naf.no/elbil/elbiler-i-norge/nissan-leaf-2018/rekkeviddetest-nissan-leaf-62-kwt/

У этого Лифа по WLTP стандарту дальность хода получается 385 км, но тестеры смогли проехать почти 397 км летом и 299 зимой. Довольно-таки хорошо.

А вот данные по Tesla Model 3, с батареей в 75 кВт·ч брутто (нетто 72,5):

https://www.naf.no/elbil/elbiler-i-norge/tesla-model-3/rekkeviddetest-tesla-model-3-lr-vinter-2020/

https://www.naf.no/elbil/elbiler-i-norge/tesla-model-3/rekkeviddetest-tesla-model-3-lr-vinter-2020/

То же самое, по WLTP стандарту дальность хода получается 560км, но тестеры смогли проехать почти 612 км летом и почти 405 зимой.

А вот, например, небольшое сравнение дальности хода для разных электромобилей в WLTP:

https://www.statista.com/chart/17132/the-electric-cars-that-will-get-you-the-furthest/

https://www.statista.com/chart/17132/the-electric-cars-that-will-get-you-the-furthest/

На этом останавливаюсь, чтобы не перегружать читателей. Если вы считаете, что я что-то не так написал или можно ещё что-то добавить, не стесняйтесь комментировать.

Мои записи про электрокары в Норвегии:

Взрывающаяся Тесла (про пожароопасность электромобилей)

Секрет успеха электрокаров (Почему электрокары так популярны в Норвегии)

Источник

Какой двигатель лучше для электромобиля: асинхронный, синхронный или на постоянных магнитах?

Отсутствие стандарта делает EV сложности буксировки зависит от производителя

  • Поделиться на Facebook
  • Поделиться во Вконтакте
  • Поделиться в Twitter
  • Поделиться в LinkedIn
  • Поделиться в WhatsApp
  • Отправить по email
  • Поделиться в Одноклассниках

Сергей Иванов

Выбирать тип двигателя приходится не только покупателем машин с ДВС: бензин, дизель или гибрид? В мире электромобилей тоже нет единообразия

Можно ли буксировать электромобили? Зависит от типа двигателя. Да, бывают разные. Если вы только собираетесь покупать электрокар, то знайте: до полной разрядки его лучше не доводить. И вот почему

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания допускают буксировку. Если у вас механическая коробка передач, то это самое простое дело: ставите нейтраль в коробке передач или выжимаете сцепление – и ваш мотор оказывается физически отключен от колес, а машина превращается в обычную телегу: тяни не хочу.

С автоматами чуть сложнее, в них полного разрыва связи между колесами и мотором не предусмотрено. Но и они в режиме N позволяют буксировать машину на короткие расстояния и с невысокой скоростью.

Читайте также:  Мощность ядерного взрыва равна

Отсутствие стандарта делает EV сложности буксировки зависит от производителя

Однако в инструкциях к электромобилям вы прочтете, что буксировка или не допускается вовсе, или, как в случае с современными моделями Tesla, допускается со скоростью не более 5 км/ч на расстояние не более 10 метров: иными словами, вы в праве только оттолкать сломанную машину на обочину.

А может ли быть иначе? Да, старые модели Tesla такое позволяли. Как и GM EV1 – легенда электрокаров 90-х годов прошлого века. Так в чем же дело? В типе электрических двигателей. Или, если уж говорить совсем правильно, электрических машин, так как в электромобилях эти устройства служат не только двигателями, но и генераторами. И на современных типах электрокаров встречается три типа таких устройств. Но для начала немного истории.

Майкл Фарадей. Начало движения

В 1821 году британский ученый Майкл Фарадей в своей статье впервые описал основные принципы преобразования электроэнергии в движение. Фарадей уже знал, что электрический ток, проходя через проволоку, создает магнитное поле. Закрученный в катушку, такой провод становится электромагнитом.

Он также знал, что противоположные полюса магнитов притягиваются, а одинаковые – отталкиваются. В электромагнитах же полярность зависит от направления движения тока, то есть ее можно быстро менять. И вот что придумал Фарадей. Берем магнит, который движется к другому. В последний момент полярность меняется, но рядом расположен третий магнит, к которому можно тянуться. Затем четвертый, пятый. Эти разнополярные магниты выстроены в линию. И если ее закольцевать, движение будет идти по кругу до тех пор, пока сквозь электромагниты идет ток и пока его направление не перестает меняться.

Чтобы понять, как это действует, представьте, что у вас в руках два школьных магнита в форме подковы или буквы U – помните, были такие. Если их повернуть друг к другу взаимоотталкивающимися полюсами, то они будут стремиться сделать полуоборот, чтобы снова друг к другу притянуться. А теперь представьте, что их полюса постоянно меняются местами: тогда они станут вертеться друг относительно друга. Это и есть электродвигатель.

Так впервые был описан принцип действия всех электромоторов в целом и самого древнего в частности: того, который работает от постоянного тока и использует с одной стороны постоянные магниты из намагниченного сплава, а с другой – переменные электромагниты. Это наш первый герой: мотор-генератор постоянного тока на перманентных магнитах.

Никола Тесла и война токов

Изобретения Фарадея были развиты его полседователями, в частности изобретателем электрической лампочки Томасом Эдисоном. Эдисон усовершенствовал генераторы постоянного тока и стал пионером в электрификации Нью-Йорка. В 1884 году на пороге его кабинета появился молодой сербский инженер. Звали иммигранта Никола Тесла.

Тесла предложил улучшить конструкцию Эдисона и попросил за работу 50 тысяч долларов – баснословная в те времена сумма. По легенде Эдисон согласился, но когда Тесла действительно существенно улучшил существующую модель, любимец Америки просто кинул безвестного сербского эмигранта.

Как устроены батареи электромобилей:

Тесла рассердился и отправился к главному конкуренту, адепту переменного тока Джорджу Вестингаузу. Так началась «Война токов», окончательно проигранная постоянным током только в 2007 году, когда Нью-Йорк последним из городов перешел на ток переменный.

Генераторы Эдисона вырабатывали электричество с напряжением, близким к потребительскому: 100-200 вольт. Это удобно для домов, но его сложно передавать на большие расстояния из-за сопротивления проводов. Тут было два решения: увеличивать диаметр кабелей или повышать напряжение. Первый вариант позволял делать линии длинной 1,5 километра. Да, совсем немного. Второй вариант был невозможен из-за отсутствия в те годы эффективных способов повышения напряжения постоянного тока.

Однако еще в 1876 году русский ученый Павел Яблочков изобрел трансформатор, меняющий напряжение переменного тока. Подача энергии на большие расстояния перестала быть проблемой.

Но была другая проблема. Лампочкам Эдисона все равно от какого тока питаться: постоянного или переменного. А вот с электродвигателями сложнее: они в те годы требовали только постоянного. В 1888 году Тесла запатентовал в США асинхронный электрический двигатель переменного тока. Он же изобрел и синхронный генератор, впоследствии использованный и как двигатель. Это второй и третий герои нашей статьи.

Так поговорим же о них поподробнее

Двигатель постоянного тока на перманентных магнитах

Если в детстве вам доводилось разбирать игрушечные электрические машинки, то вы должны помнить устройство их простейших двигателей. Для остальных напомним. Все применяемые в электромобилях моторы состоят из двух частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.

Читайте также:  Что такое максимальная мощность ltp

В игрушечных машинах на статоре стоят постоянные магниты, а на роторе – электрические переменные. При вращении на них через специальные щетки подается постоянный ток от батареек, и их последовательное включение и обеспечивает движение.

Похожая конструкция встречается практически у всех электромобилей. С одним отличием: на роторе там стоят постоянные магниты, а на статоре, напротив, электрические и переменные. Так в том числе можно избавиться от щеток: одного из немногих элементов электродвигателя, который подвержен износу.

Преимущество моторов на постоянных машинах в том, что они легкие, компактные, мощные, эффективные, работают от вырабатываемого аккумуляторами постоянного тока… так, стоп! А какие недостатки?

Недостаток прост. Таким моторам не хватает тяги. Так перейдем же к асинхронным инверсионным моторам переменного тока.

Tesla: не жалейте заварки

Бородатый анекдот про умирающего мастера заваривать чай, который делился своим секретом словами «не жалейте заварки» – это прям притча про компанию Tesla. Вопреки расхожему мнению, ее основал не Илон Маск (он позже стал главным инвестором и владельцем), а Мартин Эберхард и его партнер Марк Тарпенинг.

Эти двое придумали немыслимое. Создать не тихоходный, эффективный и относительно дешевый электрокар, а дорогой, быстрый и клевый. Маск же первым идею оценил и быстро прибрал ее к рукам.

Tesla раскрыла технические характеристики полноприводных версий Model 3

Имя компании Tesla не случайно. Одной из ее технических революций стало использование асинхронного двигателя без постоянных магнитов, работающего на переменном токе – того самого, который изобрел Никола Тесла. Эта конструкция дороже как сама по себе, так и благодаря необходимости в установке преобразователя постоянного тока от батареи в переменный для электродвигателя. Успешное решение данной задачи и стало первым из множества теперь уже легендарных прорывов «Теслы».

Благодаря мощному асинхронному мотору электрокары Tesla с самого начала были очень динамичным, что стало ключевой причиной роста их популярности. В таком моторе переменный ток в обмотке статора создает вращающееся магнитное поле. Оно вызывает индукцию в роторе, заставляя его вращаться чуть медленнее, чем вращение самого поля – поэтому двигатель и называется асинхронным. Если скорости вращения синхронизируются, поле перестает создавать в роторе индукцию, и он начинает замедляться, рассинхронизируясь обратно. Важно заметить, что собственно на ротор никакого электричества напрямую не подается.

Renault: французы такие выдумщики

Итак, есть еще третий тип электрического двигателя, который встречается в современных электромобилях: синхронный на электромагнитах. Он похож по устройству на двигатели с постоянными магнитами на роторе, только эти магниты – электрические. На них подается постоянный ток, так что полярность магнитов ротора остается неизменной. А вот полярность магнитов статора, напротив, меняется, что и обеспечивает вращение.

Такие синхронные моторы на электромагнитах славятся своей способностью обеспечивать стабильность оборотов и ставятся, обычно, на всякие установки вроде насосов. А еще… на электрокар Renault Zoe. Зачем? Честно сказать, найти быстрый ответ на этот вопрос не получилось. Можем лишь предположить, что это связано с лучшей способностью такого двигателя служить генератором, рекуперируя энергию торможения. Мотор на Zoe не самый мощный, а мощным генератором он быть обязан.

Обновленный Renault Zoe: увеличенная батарея и мощный мотор

Так что же лучше? Большинство автоконцернов выбирает моторы на постоянных магнитах: они эффективнее. Tesla в первые годы настаивала на асинхронных моторах. Но потом… сделала ставку на двух моторную полнопривродную схему, в которой асинхронный мотор обеспечивает динамику, а двигатель на постоянных магнитах гарантирует низкий расход энергии при небольших нагрузках. И только Renault… ну вы поняли.

А теперь о том, что ждет нас дальше. При буксировке даже обесточенный двигатель на постоянных магнитах тут же начинает работать как генератор, что чревато перегревом и возгоранием энергосистемы электромобиля. В синхронных моторах Renault оставшейся магнетизм в роторе также способен вызвать индукцию в катушках статора, ну и пошло поехало – генерация тока, перегрев, пожар.

И только асинхронные двигатели, когда их статоры не под напряжением, не являются генераторами: их можно буксировать.

Так вот, современная тенденция такова. Моторы на постоянных магнитах становятся все мощнее и тяговитее, оставаясь самыми эффективными. Производители постепенно переходят на них. Но придумать, как машины с ними безопасно буксировать инженерам еще предстоит. Пока они декларируют принцип «Наши электромобили не ломаются и в буксировке не нуждаются». Но звучит не больно убедительно.

Источник