1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车。车上电池的太阳能接收板的面积是8m2，它正对太阳时电池能够产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流。电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2．求：
（1）该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？
（2）若太阳辐射的总功率为3.9×1.026W，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28%的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S＝4πR2．请根据这些资料计算太阳到地球的距离。
解析：
（1）太阳能接收的功率：
P1＝1.0×103w/m2×8m2＝8×103W；
输出功率为：
P2＝UI＝120V×10A＝1200W；
太阳能电池的效率是：
（2）电动机线圈的发热功率：
P3＝I2R＝（10A）2×4Ω＝400W，
P机械＝P2﹣P3＝1200W﹣400W＝800W，
电动机把电能转化为机械能的效率：
（3）设太阳到地球的距离为R，以太阳为球心，以R为半径的面积：
S＝4πR2
太阳的辐射总功率和太阳能电池集光板的面积分别为P0和 S’，则有
P0＝3.9×1026W，
S’＝8米2单位面积上的辐射功率：
R≈1.5×1011（米）
故：该车的太阳能电池的效率是15%；电动机把电能转化为机械能的效率是66.67%。
太阳到地球的距离。太阳到地球的距离1.5×1011（米）。
微信扫码关注三人行问答社区 公众号
加载中...