الکتريسيته...سؤال همراه با جواب
سؤال
محوري توسط يک موتور الکتريکي که مدار تحريک جداگانه‌اي دارد به حرکت درآمده و توسط يک باطري با نيرو محرکه‌ي ۳۰۰ ولت تغذيه مي‌شود. طناب و قلاب متصل به محور در حالتي که باري به آنها وصل نيست، با سرعت ۴ متربرثانيه و حالتي که جرم ۱۰ کيلوگرم وصل است، با سرعت ۱ متر برثانيه بالا کشيده مي‌شوند. سرعت بار، و جرم آن را که به ازاي آنها محور بيشينه توان را دارد تعيين کنيد. از جرم و قلاب صرف نظر شود.
جواب
براي يک موتور با منبع جريان جداگانه، مدار نشان داده در شکل بالا بدست مي‌آيد. در حالت اول که باري به محور وصل نيست:
که r مقاومت داخلي موتور و ξ نيرو محرکه القا شده است (αV1=ξ1 )
پس ξ1=ξ.
در حالت دوم توان مصرفي موتور برابر است با:
نيرو محرکه القا شده در اين حالت αV2=ξ2 مي‌باشد. در نتيجه براي مقاومت داخلي موتور به دست مي‌آوريم:
براي توان بيشينه مي‌نويسيم:
به راحتي مي‌توان نشان داد که توان بيشينه با توجه به اينکه 'αV'=ξ در شرايطي آزاد مي‌شود که 'ξ/2=ξ (بيشينه مقدار مخرج).
بنابراين: