题目内容

在远距离输电时，发电机输出的电功率为100KW，输出电压为250V，电厂到用户的输电线电阻为50Ω，用户所需照明电压为220V，若采用1：100的升压变压器进行高压输电，则用户端的降压变压器原、副线圈匝数比应为
 
．
分析：根据变压器原副线圈的电压比等于匝数之比求出升压变压器的输出电压，从而得出输送电流，得出输电线上损失的电压，根据降压变压器输入电压和输出电压的关系求出原副线圈的匝数比．
解答：解：根据
U1
U2
=
n1
n2
知，升压变压器的输出电压U2=
n2U1
n1
=250×100V=25000V．
则输电线上的电流I=
P
U2
=
100000
25000
A=4A．
输电线上的电压损失△U=IR=4×50V=200V．
降压变压器的输入电压U3=U2-△U=25000-200V=24800V．
则降压变压器原副线圈的匝数之比
n3
n4
=
U3
U4
=
24800
220
=
1240
11
．
故答案为：1240：11．
点评：解决本题的关键知道变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压的关系．
练习册系列答案
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北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念．如下图所示，作为北京奥运台主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感．还隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用．假如该发电系统在有太阳照射时的直接输出功率为1×105W．
求：（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
（2）假若该发电系统的输出电压为250V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%．用户获得220V电压，请画出远距离输电的输电示意图并标上相应的字母符号表示匝数、电压、电流．
（3）在第（2）问的条件下，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？

三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1×106km2，占长江流域面积的56％，坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P=1.82×107KW.年平均发电约为W=8.40×1010kWh，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面，阅读上述资料，解答下列问题（水的密度r =1.0×103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2）：

（1）请画出远距离输电的原理图并在其上用相应的符号标明相应的物理量。

　　(2)若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率h 的公式，并计算出效率h 的数值.

　　(3)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天?

(4)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1=4.5×106kW，采用超高压输电，输电电压为U=500kV，而发电机输出的电压约为U0=18kV，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率5％，求：发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻；
利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统又称光伏发电系统，光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式，将直流电变为交流电的装置称为逆变器.

（1）用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处？

（2）水下电缆或地下电缆在输送大功率交流电时，输电导线横截面积较大，有时会出现电流输送不出去的现象，这是什么原因？

（3）在远距离输电过程中，为了减少输电线上的能量损失、电压损失，通常采用高压输电方式，电压越高越好吗？为什么？

北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念．如下图所示，作为北京奥运台主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感．还隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用．假如该发电系统在有太阳照射时的直接输出功率为1×105W．
求：（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
（2）假若该发电系统的输出电压为250V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%．用户获得220V电压，请画出远距离输电的输电示意图并标上相应的字母符号表示匝数、电压、电流．
（3）在第（2）问的条件下，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？
三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1×106km2，占长江流域面积的56％，坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P=1.82×107KW。年平均发电约为W=8.40×1010kWh，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面，阅读上述资料，解答下列问题（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2）：
（1）请画出远距离输电的原理图并在其上用相应的符号标明相应的物理量。　
（2）若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值。
（3）若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？
（4）将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1=4.5×106kW，采用超高压输电，输电电压为U=500kV，而发电机输出的电压约为U0=18kV，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率5％，求：发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻。

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