- 远距离输电的相关计算
- 共328题
从甲地通过某输电线向乙地输送1.0×105kW电功率,如果用5.5×103V电压送电,输电线上损失的电功率为4.0×102kW;如果改用1.1×105V电压送电,输电线上损失的电功率为______kW,若要求两次损失的电功率相同,则两次所用导线的横截面积之比为S1:S2=______.
正确答案
1
400:1
解析
解:根据P损=I2R得出输电线上损失的功率与电流的平方成正比,由P=UI知后来的电流为原来电流的0.05倍,所以损失的功率为1kW;
若要求两次损失的电功率相同,则低压输电时的电阻应该为高压输电时的倍,由R=
知S1:S2=400:1
故答案为:1,400:1
如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程,求
(1)输电线上的电流
(2)输电电压
(3)升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比.
正确答案
解:(1)用高压输送时,示意图如下图所示,要求P损=0.6%P,即:
=50×103×0.6% W=300 W.
输电电流为:I==
A=10 A.
故输电线上的电流为10A.
(2)发电站升压后输电电压为:U==
V=5 000 V,
(3)升压变压器匝数比为:=
,
输电线上损失的电压为:U′=I•R=10×3 V=30 V.
到达用户输入变压器电压为:U2=U-U′=(5 000-30)V=4 970 V,
降压变化器的匝数比:=
=
=
答:(1)输电线上的电流为10A;
(2)输电电压为5000V
(3)升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比1:10,497:22.
解析
解:(1)用高压输送时,示意图如下图所示,要求P损=0.6%P,即:
=50×103×0.6% W=300 W.
输电电流为:I==
A=10 A.
故输电线上的电流为10A.
(2)发电站升压后输电电压为:U==
V=5 000 V,
(3)升压变压器匝数比为:=
,
输电线上损失的电压为:U′=I•R=10×3 V=30 V.
到达用户输入变压器电压为:U2=U-U′=(5 000-30)V=4 970 V,
降压变化器的匝数比:=
=
=
答:(1)输电线上的电流为10A;
(2)输电电压为5000V
(3)升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比1:10,497:22.
有一台内阻为1Ω的发电机,供给一个学校照明用电,升压变压器的匝数比为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“220V 40W”的电灯6盏,若保证电灯全部正常发光,求:
(1)输电线上的电流是多少?
(2)发电机输出功率多大?
(3)发电机电动势多大?
(4)输电效率是多少?
(5)电源的输出效率是多少?
正确答案
解:(1)根据题意,所有灯都正常工作,它们的总功率为:P4=22×6×40 W=5280W
总电流为:I4==
A=24A
由=
得两个变压器之间输电线上的电流为:I3=
=
×24A=6A
(2)输电线上损耗的电功率:PR=I32R=62×4W=144 W.
升压变压器的输出功率为:P2=PR+P3=5424W,
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率:P出=P1=P2=5424W.
(3)降压变压器上的输入电压:U3==4U4=4×220V=880V
输电线上的电压损失为:UR=I3R=24V
因此升压变压器的输出电压为:U2=UR+U3=904V
升压变压器的输入电压为:U1==
904V=226V
升压变压器的输入电流为:I1==4I2=24A
故发电机的电动势:E=U1+I1r=226V+24×1V=250V
(3)输电效率为 η=×100%=
×100%≈97.3%.
(5)若使用灯数减半且正常发光,P4′′=2640W,此时输电线上的电流:
I3′==
A=3A
故此时发电机输出功率:P出′=P4′′+I3′2R=2640+32×4=2676W.
则=
=0.49
答:(1)输电线上的电流是6A;
(2)发电机的输出功率为5424W.
(3)发电机的电动势为250V.
(4)输电效率是97.3%.
(5)若每个教室使用灯数减半且正常发光,发电机输出功率小于一半.
解析
解:(1)根据题意,所有灯都正常工作,它们的总功率为:P4=22×6×40 W=5280W
总电流为:I4==
A=24A
由=
得两个变压器之间输电线上的电流为:I3=
=
×24A=6A
(2)输电线上损耗的电功率:PR=I32R=62×4W=144 W.
升压变压器的输出功率为:P2=PR+P3=5424W,
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率:P出=P1=P2=5424W.
(3)降压变压器上的输入电压:U3==4U4=4×220V=880V
输电线上的电压损失为:UR=I3R=24V
因此升压变压器的输出电压为:U2=UR+U3=904V
升压变压器的输入电压为:U1==
904V=226V
升压变压器的输入电流为:I1==4I2=24A
故发电机的电动势:E=U1+I1r=226V+24×1V=250V
(3)输电效率为 η=×100%=
×100%≈97.3%.
(5)若使用灯数减半且正常发光,P4′′=2640W,此时输电线上的电流:
I3′==
A=3A
故此时发电机输出功率:P出′=P4′′+I3′2R=2640+32×4=2676W.
则=
=0.49
答:(1)输电线上的电流是6A;
(2)发电机的输出功率为5424W.
(3)发电机的电动势为250V.
(4)输电效率是97.3%.
(5)若每个教室使用灯数减半且正常发光,发电机输出功率小于一半.
某水电站,用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户,其输出电功率是3×106 kW.现用500kV电压输电,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据P=UI知,输电线上的输送电流I==
=6000A.故A错误.
B、输电线上损失的电压△U=IR=6000×2.5V=15000V=15kV.故B正确.
C、若改用5kV电压输电,则输送电流I==
=6×105A,则损失的功率P损=I2R=36×1010×2.5=9×1011W=9×108 kW>P,违背能量守恒定律.故C错误.
D、输电线上损失的功率为P为输电功率,U为输电电压,r为输电线上的电阻;故D正确.
故选:BD.
远距离输送交流电都采用高电压输电,我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是可减小输电线上能量损失,则在输入功率不变时,使输电电压提高为原来的10倍,输电线上损失的电能将降为原来的______.
正确答案
0.01
解析
解:根据P=UI知,输电电压提高为原来的10倍,则输电电流变为原来的,
根据知,损失功率变为原来的0.01倍,则损失的电能降为原来的0.01倍.
故答案为:0.01.
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