На работе не было возможности составить относительно полный ответ.
Так вот, когда я преподавал подобные дисциплины, то за такой ответ спокойно ставил "трояк", хотя студенты всегда считали меня либералом. Наверное, именно поэтому (гм!).
Последняя фраза не несёт смысловой нагрузки, ибо ток, вне всякого сомнения, может течь только в случае разности потенциалов (т.е. напряжения!) и проводящей среды. Теперь по поводу "токового" прибора.
Токовым прибором может быть лампочка или, в случае обмоток, соленоид. Мотор - никогда, поскольку мотор, в отличие от других нагрузок, вырабатывает ток, направленный навстречу питающему. Мы, разумеется, рассматриваем питание мотора постоянным током.
Чтобы доказать эту простую истину, представим себе обычный коллекторный мотор, питаемый от источника тока (Не напряжения, а тока!).
Включим его, замерим ток, напряжение, перемножим эти величины и получим потребляемую мощность. А потом... будем притормаживать вал мотора всё больше и больше. Что произойдёт?
Обороты мотора начнут падать, напряжение на нём будет уменьшаться, а ток останется всё тем же! Ведь питаемся-то мы от источника тока. Перемножим величины и получим падение мощности. Далее затормозим вал до полной остановки. Ток останется прежним, напряжение упадёт практически до нуля, а значит, мощность тоже упадёт практически до нуля.
Так как же быть с выдвинутой формулой W = I*I*R? А никак, поскольку эта формула хороша для паяльника, но не для мотора.
А теперь запитаем этот же мотор от источника напряжения и проведём тот же эксперимент. Что мы получим?
При торможении вала напряжение меняться не будет, но упадут обороты, снизится противоЭДС и возрастёт ток, т.е. возрастёт потребляемая мощность!
Затормозить хороший мотор до полной остановки нам, скорее всего, не удастся, поскольку в пределе ток возрастёт до I = U/Rобм, где Rобм у идеального мотора равно нулю, а у хорошего - нескольким миллиомам. И мотор благополучно сгорит, не переварив подаваемую на него мощность.
Именно свойство мотора генерировать противоЭДС позволяет (раньше позволяло) строить моторы с бесконечным (!) числом оборотов при вполне конечном питающем напряжении. Теоретически, конечно. Такие моторы использовались для раскрутки гироскопов самолётов и ракет. Эти моторы "с последовательным возбуждением" имели статорную обмотку, соединённую последовательно с якорем (ротором). Максимальные обороты такого мотора ограничивались только трением в подшипниках и достигали сотен тысяч оборотов в минуту (на слух - комариный писк!).
К чему это всё? К тому, что процессы, проходящие даже в простых коллекторных машинах не так просты, чтобы по результатам экспериментов выдавать ответы с наскока. Процессы потребления тока в трёхфазных моторах примерно схожи, но в них присутствуют ещё такие параметры, как реакция конкретного процессора (его программы) на изменения нагрузки, а также различные переменные динамические параметры. Для простоты рассуждений можно пользоваться усреднённой моделью двухполюсного инраннера с частотой коммутации 8 кГц. Тогда мощность, потребляемая таким мотором, будет равна напряжению, умноженному на интеграл длительности импульсов тока в единицу времени.
Несмотря на теоретические рассуждения, открытым остался вопрос: почему тяга более пропорциональна току, чем мощности? Я использую не вполне корректное выражение "более, чем", поскольку обе зависимости нелинейны. Иначе говоря, если при равных мощностях тяга больше при большем токе, то куда "девается" разница??? То, что не в тепло, вернее, не вся разница в тепло, то это факт.
В заключение хочу подчеркнуть, что на данном этапе вопрос КПД импеллера мы не рассматриваем.
С уважением,
Виктор.
