有条河流,流量Q=2m3/s,落差h=5m,现利用水损失的重力势能发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电
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  • 解题思路:根据发电机的效率求出发电机的输出功率,再根据输电线上损失的功率P=I2R求出输电线上的电流,由P=UI得出升压变压器的电压,根据电压之比等于线圈的匝数比得出升压变压器的原副线圈匝数比.

    (1)设ρ为水的密度,ρ=1.0×103kg/m3.电源端:P输出=Qρgh×50%=5×104W,

    (2)线路损耗△P=I2R=0.06×5×104w=3×103w,

    所以输电线输送电流为10A,输电线损失电压△U=IR=10×30V=300V.

    送电电压U=

    P出

    I送=5000V,发电机输出电压为U0=240V,所以升压变压比:n1:n2=U0:U=6:125.

    输电线电压损失U=IR=10×30 V=300 V

    用户端U1=U-U=5×103V-300 V=4700 V

    照明电压U2=220 V

    所以降压变压器的匝数比:n1′:n2′=U1:U2=4700:220=235:11

    (3)用户得到的功率为P=(1-0.06)×5×104w=4.7×104W,

    如用理想变压器送电,灯盏数N=

    P户

    P灯=

    4.7×104

    100=470.

    答:(1)发电机的输出功率5×104W;

    (2)为满足用电的需求,则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是6:125与235:11;

    (3)能使用户端470盏“220V,100W”的电灯正常发光.

    点评:

    本题考点: 远距离输电;能量守恒定律.

    考点点评: 本题主要考查了能量守恒,交流电产生,远距离输电等知识,解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比,以及掌握输电线上损失的功率P损=I2R.