电能的优点是便于输送和分配。
电能只要通过高压输电就能从发电站输向远处。例如,三峡水电站地处我国腹地,与华北、华中、华南、华东的电力负荷中心相距都在500千米—1000千米,发出的电能需要用数百千伏的高压输电线送往各地。为什么远距离输电必须用高压呢?这是由于电流的热效应,远距离输电时在导线上的电能损耗非常可观。由焦耳定律Q=I^2Rt可知,导线的发热损耗跟电阻和电流的平方成正比。输电导线的电阻一般是确定的,只能通过减小电流才能减少发热损耗。因为发电站的输出功率是一定的,P=UI,所以要减小输出电流,必须升高输出电压。
如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W”的白炽灯6盏)供电。如果输电线的总电阻R是4Ω,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,要求所有灯都正常发光,那么:
(1)发电机的输出功率应是多大?
(2)发电机的电动势是多大?
(3)输电线上损耗的电功率多大?
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A.原、副线圈匝数比为50:1
B.副线圈中电流的频率是50Hz
C.原线圈的导线比副线圈的要粗
D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
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