Номер 21.43, страница 110 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.43, страница 110.

Условие.

21.43. Когда электровоз идет под уклон, его электродвигатели работают как генераторы постоянного тока и отдают энергию в контактную сеть. Какие превращения энергии при этом происходят?

Решение.

Когда электровоз движется под уклон, он обладает запасом потенциальной энергии (из-за своего положения на высоте) и кинетической энергии (из-за своего движения). Чтобы поддерживать скорость или тормозить на спуске, используется режим рекуперативного торможения, при котором электродвигатели переключаются в режим генераторов.

В этом процессе происходят следующие превращения энергии:

1. Потенциальная и кинетическая энергия электровоза преобразуются в механическую энергию вращения его колесных пар. То есть, сила тяжести, действующая на поезд на уклоне, и его инерция заставляют колеса вращаться.

2. Колесные пары механически связаны с роторами электродвигателей. Вращение колес передается на роторы, заставляя их вращаться в магнитном поле статора.

3. В электродвигателе, работающем как генератор, происходит преобразование механической энергии вращения в электрическую энергию. Это основано на явлении электромагнитной индукции: при вращении ротора в магнитном поле в его обмотках наводится электродвижущая сила (ЭДС), и возникает электрический ток.

Таким образом, основная цепь преобразований выглядит так: потенциальная и кинетическая энергия → механическая энергия → электрическая энергия. Выработанная электрическая энергия затем поступает обратно в контактную сеть.

Ответ: При движении электровоза под уклон его потенциальная и кинетическая энергия преобразуются в механическую энергию вращения колес и роторов двигателей. Затем эта механическая энергия в двигателях, работающих в режиме генераторов, преобразуется в электрическую энергию.