- 变压器的结构和原理
- 共968题
内蒙草原上风力资源丰富,可大力发展风电能源.一小型风力发电站由100台风力发电机阵组成,输出的总电功率为625千瓦.
(1)如果发电机输出电压为250V,用户需电压220V,输电线路中能量损失为4%,输电线总电阻为10Ω,那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少?
(2)用户可以得到的功率是多少?
(3)假如草原上空气的密度约为1kg/m3,平均风速为5m/s,发电机的风电转换效率为62.5%,求每台发电机风叶的转动半径(取一位有效数字).
正确答案
解:(1)发电机的输出电流为A
输电线路损失功率△P=P0×4%=25×103W
输电电流由焦耳定律得,,
得I2=50A
则升压变压器原副线圈匝数比n1:n2=I2:I1=1:50
用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率W
输出电流I3==600×103×
=2727A
所以用户降压变压器原副线圈匝数比n3:n4=I3:I2=2727:50=54.4
(2)用户端得到的功率等于降压变压器的输入功率W=6×105W
(3)每台发电机的功率P′=6250W
设每台发电机获得风力的功率为P风,风叶转动的半径为r,
P风=ρπr2v3
且62.5%P风=P′
解得:每台发电机风叶的转动半径r=7m.
答:(1)所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是1:50和2727:50.
(2)用户可以得到的功率是6×105W.
(3)每台发电机风叶的转动半径是7m.
解析
解:(1)发电机的输出电流为A
输电线路损失功率△P=P0×4%=25×103W
输电电流由焦耳定律得,,
得I2=50A
则升压变压器原副线圈匝数比n1:n2=I2:I1=1:50
用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率W
输出电流I3==600×103×
=2727A
所以用户降压变压器原副线圈匝数比n3:n4=I3:I2=2727:50=54.4
(2)用户端得到的功率等于降压变压器的输入功率W=6×105W
(3)每台发电机的功率P′=6250W
设每台发电机获得风力的功率为P风,风叶转动的半径为r,
P风=ρπr2v3
且62.5%P风=P′
解得:每台发电机风叶的转动半径r=7m.
答:(1)所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是1:50和2727:50.
(2)用户可以得到的功率是6×105W.
(3)每台发电机风叶的转动半径是7m.
如图所示为一理想变压器,S为单刀双掷开关.P是滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则( )
正确答案
解析
解:A、保持U1及P的位置不变,s由a合到b时,原线圈匝数变小,副线圈电压变大,所以副线圈功率变大,而原线圈功率等于副线圈功率,所以原线圈功率变大,
根据I1=得I1将增大,故A正确;
B、保持U1及P的位置不变,s由b合到a时,原线圈匝数变大,副线圈电压变小,根据P=可知功率变小,故B错误;
C、保持U1不变,s合在a处,使P上滑时,R增大,而电压不变,所以副线圈电流变小,根据可知I1将减小,故C错误;
D、保持P的位置不变,s合在a处,若U1增大,则副线圈电压增大,所以副线圈电流变大,可知I1将增大,故D错误.
故选A
如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为11:2,原线圈两端的输入电压u=220
sin100πt(V),电表均为理想电表,滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10Ω.下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、原线圈两端的输入电压有效值为220V,由电压与匝数成正比知,副线圈两端电压为40V(即为电压表的读数),电流表知的读数为=4A,故A正确
B、由电压公式知交流电的ω=100π,f==50Hz,故B错误;
C、副线圈两端电压为40V是有效值,峰值为40V>50V,能够击穿此电容器,故C错误;
D、若滑动变阻器的滑动触头P向a端移动,则负载电阻增大,电压不变,所以电流表示数减小,变压器的输入功率等于输出功率都变小,故D正确.
故选:AD
如图为一种变压器的实物图,根据其铭牌上所提供的信息,以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:C、根据铭牌U1=220V,U2=12V,故C正确
AB、根据变压比公式:=
=
=
,当U1>U2时,是降压变压器;当U1<U2时,是升压变压器,此变压器为降压变压器,n1>n2,故A错误,B正确;
D、根据P1=P2知电流与匝数成反比,故副线圈中电流比原线圈中电流大,故D错误;
故选:BC
如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为4:1.原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻.若U0=220
V,ω=100π Hz,则 副线圈中电压表的读数为______,原线圈中电流表的读数为______.
正确答案
55V
0.5A
解析
解:由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为220V,所以原线圈的电压的有效值为
=220V,在根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压的有效值为55V,即为电压表的读数;
副线圈的电流为=2A,根据电流与匝数成反比可得,原线圈的电流大小为0.5A.
故答案为:55V,0.5A.
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