Zasady zachowania - 3.02
zadanie
zadanieMatura maj 2013
Do zasilania urządzeń elektrycznych w miejscach pozbawionych stacjonarnych sieci elektrycznych można wykorzystać agregat prądotwórczy, w którym silnik spalinowy obraca prądnicę. Poniżej przedstawiono wybrane dane techniczne takiego agregatu:
• silnik 4-suwowy, benzynowy, o mocy 9,5 kW = 12,9 KM (koni mechanicznych)
• obroty nominalne silnika i prądnicy agregatu 3000 obr/min
• napięcie skuteczne 230 V lub 400 V (zależnie od wyboru zacisków, z których czerpiemy prąd), częstotliwość 50 Hz ± 1 Hz
• maksymalna moc stała (dla długotrwałej pracy agregatu) 5,0 kW
• zużycie paliwa 2,5 l/h (litrów na godzinę) przy pobieraniu 2/3 maksymalnej mocy stałej
• poziom natężenia hałasu 70 dB (w odległości 10 m od agregatu).
a) Podaj nazwę zjawiska fizycznego będącego podstawą działania prądnicy prądu przemiennego.
b) Wpisz w odpowiedniej kolejności cyfry odpowiadające wymienionym wielkościom, tak aby schemat poprawnie przedstawiał przemiany energetyczne w pracującym agregacie.
1 – energia mechaniczna, 2 – ciepło, 3 – energia elektryczna, 4 – energia chemiczna
c) Koń mechaniczny (KM) jest jedną ze stosowanych jednostek mocy. 1 KM to moc urządzenia, które w ciągu 1 s podnosi na wysokość 1 m ciało o pewnej masie m. Na podstawie tych informacji oraz podanego we wprowadzeniu przeliczenia mocy silnika na KM oblicz masę m.
d) Oblicz największą skuteczną wartość natężenia prądu, jaki może dostarczyć agregat.
e) Wykaż, że podczas pracy agregatu liczba obrotów silnika spalinowego na minutę może wynosić od 2940 obr/min do 3060 obr/min.
f) Wykaż, że całkowita sprawność agregatu prądotwórczego przy pobieraniu 2/3 maksymalnej mocy stałej wynosi około 16%. W obliczeniach przyjmij, że podczas spalania 1 litra benzyny otrzymuje się ciepło równe 30 MJ.
g) Sprawność mechaniczna silnika benzynowego agregatu prądotwórczego wynosi około 32%, a całkowita sprawność agregatu wynosi 16%. Oblicz sprawność prądnicy agregatu.
h) Oblicz poziom natężenia hałasu w odległości 1 m od pracującego agregatu. Załóż, że dźwięk rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach.
Do zasilania urządzeń elektrycznych w miejscach pozbawionych stacjonarnych sieci elektrycznych można wykorzystać agregat prądotwórczy, w którym silnik spalinowy obraca prądnicę. Poniżej przedstawiono wybrane dane techniczne takiego agregatu:
• silnik 4-suwowy, benzynowy, o mocy 9,5 kW = 12,9 KM (koni mechanicznych)
• obroty nominalne silnika i prądnicy agregatu 3000 obr/min
• napięcie skuteczne 230 V lub 400 V (zależnie od wyboru zacisków, z których czerpiemy prąd), częstotliwość 50 Hz ± 1 Hz
• maksymalna moc stała (dla długotrwałej pracy agregatu) 5,0 kW
• zużycie paliwa 2,5 l/h (litrów na godzinę) przy pobieraniu 2/3 maksymalnej mocy stałej
• poziom natężenia hałasu 70 dB (w odległości 10 m od agregatu).
a) Podaj nazwę zjawiska fizycznego będącego podstawą działania prądnicy prądu przemiennego.
b) Wpisz w odpowiedniej kolejności cyfry odpowiadające wymienionym wielkościom, tak aby schemat poprawnie przedstawiał przemiany energetyczne w pracującym agregacie.
1 – energia mechaniczna, 2 – ciepło, 3 – energia elektryczna, 4 – energia chemiczna
c) Koń mechaniczny (KM) jest jedną ze stosowanych jednostek mocy. 1 KM to moc urządzenia, które w ciągu 1 s podnosi na wysokość 1 m ciało o pewnej masie m. Na podstawie tych informacji oraz podanego we wprowadzeniu przeliczenia mocy silnika na KM oblicz masę m.
d) Oblicz największą skuteczną wartość natężenia prądu, jaki może dostarczyć agregat.
e) Wykaż, że podczas pracy agregatu liczba obrotów silnika spalinowego na minutę może wynosić od 2940 obr/min do 3060 obr/min.
f) Wykaż, że całkowita sprawność agregatu prądotwórczego przy pobieraniu 2/3 maksymalnej mocy stałej wynosi około 16%. W obliczeniach przyjmij, że podczas spalania 1 litra benzyny otrzymuje się ciepło równe 30 MJ.
g) Sprawność mechaniczna silnika benzynowego agregatu prądotwórczego wynosi około 32%, a całkowita sprawność agregatu wynosi 16%. Oblicz sprawność prądnicy agregatu.
h) Oblicz poziom natężenia hałasu w odległości 1 m od pracującego agregatu. Załóż, że dźwięk rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach.
Materiały zamieszczone w portalu SOFIZMAT podlegają ochronie prawnej na podstawie przepisów ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Bez zgody właścicieli zabronione jest m.in. ich kopiowanie, przedruk oraz udostępnianie w całości, jak i w części.