有一条河流,河水流量为4m3/s,落差为5m,现利用它来发电,使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4Ω,允许输电线上损耗功率为发

有一条河流,河水流量为4m3/s,落差为5m,现利用它来发电,使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4Ω,允许输电线上损耗功率为发

题型:不详难度:来源:
有一条河流,河水流量为4m3/s,落差为5m,现利用它来发电,使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4Ω,允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%,而用户所需要电压为220V,求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比.变压器为理想变压器输电线路如图所示.魔方格
答案
发电机的输出功率P=
mgh50%
t
=
ρgVh50%
t
=
1×103×4×10×5×50%
1
W=1×105W.
   P=5%P=I2R
代入数据得,输电线上的电流I=25


2
A

则升压变压器的输出电压U1=
P
I
=
1×105
25


2
V=2000


2
V

则升压变压器的匝数比
n1
n2
=
U
U1
=
350
2000


2
1
8

输电线上的电压损失U=IR=100


2
V

则输入降压变压器的电压U2=U1-U=2000


2
-100


2
=1900


2
V

升压降压变压器的匝数比
n3
n4
=
U2
U3
=
1900


2
220
12
1

故升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比分别为1:8,12:1.
举一反三
某小水电站,输出功率P=40kW,机端电压U=500V,向远处输电,导线总电阻R=5Ω,升压变压器匝数比为1:5,降压变压器匝数比为11:1,向用户供电,则用户得到的电压______,此输电过程的效率为______.
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如图所示,一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为P=500kW,输出电压为U1=500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:5,两变压器间输电导线的总电阻为R=1.5Ω.降压变压器B2的输出电压为U4=220V,不计变压器的损耗.求:(1)输电导线上损失的功率P";(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比n3:n4

魔方格
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发电机的输出电压为220V,输出功率为44KW,每条输电线电阻为0.2Ω,①求用户得到的电压和电功率各是多少?②如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过10:1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率又各是多少?魔方格
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某电厂发电机的输出电压稳定,它发出的电先通过电厂附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处居民小区附近的降压变压器,经降低电压后输送到用户,设升、降变压器都是理想变压器,那么在用电高峰期,白炽灯不够亮,但电厂输送的总功率增加,这时(   )
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A.高压输电线路的电压损失变大
B.降压变压器的副线圈的电压变大
C.升压变压器的副线圈的电压变大
D.用户的负载增多,高压输电线中的电流减小
北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念.如下图所示,作为北京奥运台主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位,其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感.还隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统,供给体育馆内的照明灯等使用.假如该发电系统在有太阳照射时的直接输出功率为1×105W.
求:(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(365天计)能输出多少电能?
(2)假若该发电系统的输出电压为250V,现准备向远处输电.所用输电线的总电阻为8Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220V电压,请画出远距离输电的输电示意图并标上相应的字母符号表示匝数、电压、电流.
(3)在第(2)问的条件下,求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器?