Question

【题目】水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q＝5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h＝10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1＝250V，输电线总电阻为r＝4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得电压U4＝220V，用户获得的功率W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g取10m/s2。求：

（1）高压输电线中的电流强度I2；

（2）升压变压器原、副线圈的匝数比；

（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？

Answer 1

【答案】（1）50A （2）1：16 （3）40%

【解析】

（1）根据理想变压器变压规律得，解得

又根据理想变压器无能量损失知

再根据得

（2）高压输电线电阻损失电压

得

故

（3）高压输电线电阻损失电功率

故发电机输出电功率

又水流每秒带来的机械能

故水能转化为电能的效率