Номер 3, страница 164 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 35. Электродвигатель - номер 3, страница 164.

Условие.

3. Каковы преимущества электрических двигателей по сравнению с тепловыми?

Решение.

Электрические двигатели обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с тепловыми двигателями (например, двигателями внутреннего сгорания). Основные из них:

• Высокий коэффициент полезного действия (КПД). Электрические двигатели преобразуют в механическую работу более 90% потребляемой электрической энергии. В то же время КПД лучших тепловых двигателей редко превышает 40-50%, а у большинства двигателей внутреннего сгорания он составляет 20-30%. Большая часть энергии в тепловых двигателях теряется в виде тепла.

• Экологичность. В месте использования электрические двигатели не производят вредных выбросов в атмосферу (углекислого газа, оксидов азота, сажи и т.д.), что особенно важно для улучшения качества воздуха в городах. Хотя производство электроэнергии может быть связано с загрязнением, его легче контролировать на крупных электростанциях, чем от миллионов отдельных автомобилей. Кроме того, электроэнергию можно получать из возобновляемых источников (солнце, ветер, вода).

• Простота конструкции и высокая надежность. Электродвигатель имеет значительно меньше движущихся частей по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. Это упрощает его конструкцию, снижает вероятность поломок, удешевляет техническое обслуживание и увеличивает срок службы.

• Низкий уровень шума и вибрации. Электрические двигатели работают практически бесшумно и с минимальной вибрацией, что повышает комфорт при их использовании (например, в транспорте) и снижает шумовое загрязнение окружающей среды.

• Высокий крутящий момент на низких оборотах. Электродвигатель способен развивать максимальный крутящий момент практически с нуля оборотов в минуту. Это обеспечивает отличное ускорение и динамику, например, для электромобилей.

• Компактность. При одинаковой мощности электрические двигатели, как правило, меньше и легче тепловых, что позволяет более гибко подходить к проектированию устройств и транспортных средств, освобождая дополнительное пространство.

• Возможность рекуперации энергии. Электродвигатель может работать в режиме генератора, преобразуя кинетическую энергию движения обратно в электрическую при торможении (рекуперативное торможение). Эта энергия запасается в аккумуляторе, что повышает общую эффективность системы. Тепловые двигатели такой возможности не имеют.

Ответ: Основными преимуществами электрических двигателей перед тепловыми являются: более высокий КПД, экологичность (отсутствие выбросов в месте работы), простота конструкции и надежность, низкий уровень шума и вибрации, высокий крутящий момент с низких оборотов, компактность и возможность рекуперации энергии.