19 某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。

(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率。

(2)若改用5000高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。

16.(08上海卷)(1)62kW(2)226.18V

20如图所示,边长为a的单匝正方形线圈在磁感强度为B的匀强磁场中,以OO′边为轴匀速转动,角速度为,转轴与磁场方向垂直,线圈电阻为R,求:

   (1)线圈从图示位置转过的过程中产生的热量Q。

   (2)线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q。

   讲析:线圈中产生的热量需要从转动过程中交流电的有效值考虑;通过线圈截面的电量需从交流电的平均值考虑。

   (1)线圈转动中感应电动势的峰值,感应电流的有效值为

  

   线圈转过的时间,所以在转动过程中产生的热量为

  

   (2)线圈转过过程中的感应电动势和感应电流的平均值分别为

  

  

   所以,在转动过程中流过导体截面的电量为

  

   点拨:此题的重点有两个:一是求热量必须用电压、电流的有效值;二是求电量时要用电流的平均值。

21有一台内阻为lΩ的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220 V,40W”灯6盏.若保证全部电灯正常发光,则:

(l)发电机输出功率多大?

(2)发电机电动势多大?

(3)输电线上损耗的电功率多大?

(4)输电效率是多少?

(5)若使用灯数减半并正常发光发电机输出功率是否减半.

   解析:题中未加特别说明,变压器即视为理想变压器,由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短,不必考虑该两部分输电导线上的功率损耗.

   发电机的电动势ε,一部分降在电源内阻上.即Ilr,另一部分为发电机的路端电压U1,升压变压器副线圈电压U2的一部分降在输电线上,即I2R,其余的就是降压变压器原线圈电压U2,而U3应为灯的额定电压U,具体计算由用户向前递推即可.

   (1)对降压变压器:   U/2I2=U3I3=nP=22×6×40 W=5280w

    而U/2=4U3=880 V,所以I2=nP/U/2=5280/880=6A

    对升压变压器:    UlIl=U2I2=I22R+U/2I2=62×4+5280=5424 W,   所以  P=5424 W.

   (2)因为 U2=U/2+I2R=880+6×4=904V,   所以 U1=¼U2=¼×904=226 V

    又因为UlIl=U2I2,所以Il=U2I2/Ul=4I2=24 A,    所以  ε=U1+I1r1=226+24×1=250 V.

 ⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W

(4)η=P有用/P×100%=×100%=97%

   (5)电灯减少一半时,n/P=2640 W,

    I/2=n/P/U2=2640/880=3 A.    所以P/=n/P十I/22R=2640+32×4=2676w

    发电机的输出功率减少一半还要多,因输电线上的电流减少一半,输电线上电功率的损失减少到原来的1/4。

说明:对变电过程较复杂的输配电问题,应按照顺序,分步推进.或按“发电一一升压--输电线--降压-一用电器”的顺序,或从“用电器”倒推到“发电”一步一步进行分析.注意升压变压器到线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电流三者相等.

 0  162663  162671  162677  162681  162687  162689  162693  162699  162701  162707  162713  162717  162719  162723  162729  162731  162737  162741  162743  162747  162749  162753  162755  162757  162758  162759  162761  162762  162763  162765  162767  162771  162773  162777  162779  162783  162789  162791  162797  162801  162803  162807  162813  162819  162821  162827  162831  162833  162839  162843  162849  162857  447348 

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