Question

近年来我国建立了许多风力发电厂．一台风力发电机的参数为：额定发电功率10kW、输出电压 220V、额定风速 10m/s、风轮机叶片的长度为 4m．请你根据这些参数回答下面的问题．当风速为10m/s时，发电机以额定功率发电，将全部电能用两条导线直接给用户供电，导线上的电流为

 

A；已知空气的密度ρ_空气=1.3kg/m³，通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能，则此过程中发电机利用风能的效率约为

 

．

Answer 1

分析：根据功率的公式P=UI可以求得输电导线上的电流，利用风的密度和风的速度可以求得单位时间内通过风轮机的空气的质量，进而可以求得空气的动能的大小，然后可以求得发电机利用风能的效率．

解答：解：由P=UI可得
I=

P

U

=

10000

220

A=45.5A，
所以导线上的电流为45.5A．
在1s内，走过的风的质量：m=1.3×10×3.14×4²kg=653.12 kg，
所以风的动能：E=

1

2

×653.12×10²J=32656 J，
发电机利用风能的效率为

10000

32656

×100%=30.62%．
故答案为：34.5；30.62%．

点评：风力发电机就是将风的动能转化成电能，所以发电机的功率的大小与风的动能的比值就可以求得发电的效率．