如图所示,学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器匝数比为n1:n2=1:4,降压变压器的匝数比为n3:n4

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  • 解题思路:通过理想升压变压器T1将电送到用户附近,然后用理想降压变压器T2向远处用户供电家中.提升电压的目的是降低线路的功率损失,从而提高用户得到的功率.由教室获得的功率与正常发光的电压可求得,线路上的损失电压.再功率可算出输电上的电阻.由理想变压器的变压比与变流比可求出发电机的电动势.

    (1)所有电灯正常发光时消耗的功率为P=40×22×6W=5280W=P4

    由于灯正常发光时,降压变压器副线圈两端电压U4=220V,

    所以降压变压器原线圈两端电压

    U3

    U4=

    n3

    n4=

    4

    1

    解得:U4=[4/1U4V=880V

    (2)两变压器之间输电线上的电流为I线=

    P3

    U3=

    5280

    880A=6A

    输电线上损失的功率P=I线2R=62×4W=144W

    (3)升压变压器副线圈两端电压U2=U3+U=(880+24)V=904V

    升压变压器原线圈两端电压U1=

    n1

    n2]U2=[1/2×904V=226V

    升压变压器原线圈中的电流I1=

    n2

    n1]I线=[4/1]A=24A

    (4)发电机内阻上的电压Ur=I1r=24V

    发电机的电动势E=U1+Ur=226V+24V=250V

    答:(1)降压变压器原线圈两端电压为880V;

    (2)输电线上损耗的电功率P损144W;

    (3)升压变压器原线圈中的电流I1为24A;

    (4)发电机的电动势E为250V.

    点评:

    本题考点: 远距离输电.

    考点点评: 理想变压器的输入功率与输出功率相等,且没有漏磁现象.远距离输电,由于导线通电发热导致能量损失,所以通过提高输送电压,从而实现降低电损.输电线上的损失功率与其电流的平方成正比,而与输电线两端的电压的平方成反比.