22. Электровоз движется с постоянной скоростью 54 км/ч, развивая при этой скорости силу тяги 150 кН. Сила тока в обмотке электродвигателя равна 1000 А. КПД двигателя электровоза равен 75%. Чему равно напряжение сети?

Дано: скорость — 54 км/ч, сила тяги — 150 кН, сила тока — 1000 А, КПД — 75%.

Переведём величины в единицы СИ: \(v = 54/3.6 = 15\) м/с; \(F = 150\) кН = 150 000 Н; \(\eta = 0.75\).

Полезная механическая мощность электровоза: \(P_{пол} = Fv = 150000 \cdot 15 = 2250000\) Вт.

По определению КПД \(\eta = P_{пол}/P_{эл}\), следовательно, потребляемая электрическая мощность равна \(P_{эл} = P_{пол}/\eta = 2250000/0.75 = 3000000\) Вт.

Используем формулу электрической мощности \(P_{эл} = UI\): \(U = P_{эл}/I = 3000000/1000 = 3000\) В.

Ответ: 3000 В.