题目内容
一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.8×10-8 Ω·m,横截面积为10-5 m2的输电线向4×103 m远处的用户输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%,求:
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(3)想一想,当深夜接入电路的用电器减少时,用电器两端的电压是大于、小于还是等于220 V?若用电器电路中电流为100 A,求此时用电器两端的电压数值.
(1)输电要用两根导线,则输电线的电阻为
r=ρ
=1.8×10-8×
Ω=14.4 Ω (2分)
由题意知P损=P×4%=(
)2r (2分)
105×0.04=(
)2×14.4
U2=6 000 V (1分)
升压变压器原、副线圈匝数比
=
=
=
(1分)
(2)I2=
=
A=
A(1分)
U损=I2·r=
×14.4 V=240 V(1分)
而U3=U2-U损
=6 000 V-240 V=5 760 V(2分)
=
=
=
(1分)
降压变压器原、副线圈匝数比为288∶11
(3)用电器总数减少时,用电器两端电压将增大
由题知I4′=100 A则由
=
=
(2分)
所以I3′=
(1分)
U损′=I3′·r=
×14.4 V=55 V(1分)
而U1、U2不变
U3′=U2-U损′=(6 000-55) V=5 945 V(1分)
=
(1分)
U4′=
×U3′=
×5 945 V≈227 V(1分)
答案:(1)1∶12 (2)288∶11
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