- 远距离输电的相关计算
- 共328题
如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,已知输电线的总电阻R=10Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1,副线圈与用电器R0组成闭合电路.若T1、T2均为理想变压器,T2的副线圈两端电压u=220
sin100πt(V),当用电器电阻R0=11Ω时,试求:
(1)通过用电器R0的电流有效值是多少;
(2)升压变压器的输入功率为多少;
(3)发电机的输出电压310V,则升压变压器T1的原、副线圈匝数之比是多少.
正确答案
解:(1)由U==
可知,降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V;
负载电阻为11Ω,由欧姆定律可知通过R0电流的有效值为:I0==20A;
(2)根据电流与匝数成反比可知,输电线上的电流为:I==5A,
所以输电线上消耗的功率为:P耗=I2R=52×10=250W,
用电器消耗的功率为:P用==4400W,
所以升压变压器的输入功率为:P=P耗+P用=250+4400=4650W.
(3)由P=UI可知,T1输出电压为:U2==
=930V;
则根据电压之比等于匝数之比可得:=
=
=
;
答:(1)通过用电器R0的电流有效值是20A;
(2)升压变压器的输入功率为4650W;
(3)发电机的输出电压310V,则升压变压器T1的原、副线圈匝数之比是1:3.
解析
解:(1)由U==
可知,降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V;
负载电阻为11Ω,由欧姆定律可知通过R0电流的有效值为:I0==20A;
(2)根据电流与匝数成反比可知,输电线上的电流为:I==5A,
所以输电线上消耗的功率为:P耗=I2R=52×10=250W,
用电器消耗的功率为:P用==4400W,
所以升压变压器的输入功率为:P=P耗+P用=250+4400=4650W.
(3)由P=UI可知,T1输出电压为:U2==
=930V;
则根据电压之比等于匝数之比可得:=
=
=
;
答:(1)通过用电器R0的电流有效值是20A;
(2)升压变压器的输入功率为4650W;
(3)发电机的输出电压310V,则升压变压器T1的原、副线圈匝数之比是1:3.
一发电机的电能输送过程如图所示,已知发电机输出功率为105W,输出电压为500V,升压变压器的原副线圈匝数比为n1:n2=1:20,输电线电阻为10Ω,用户得到的电压为220V,求:
(1)输电线上的电流强度大小;
(2)降压变压器的原副线圈匝数比.
正确答案
设发电机电流为I1,输电线电流为I2,升压变压器原线圈电压为U1,副线圈电压为U2,降压变压器原线圈电压为U3,副线圈电压为U4,
(1)根据P输=U1I1
解得原线圈中的电流I1==
=200A
根据I2:I1=n1:n2
解得I2=10A
(2)根据U1:U2=n1:n2得
U2=500×20V=10000V
U3=U2-I2r线=10000-10×10V=9900V,
根据n3:n4=U3:U4
解得n3:n4=45:1
答:(1)输电线上的电流为10A;
(2)降压变压器的原副线圈匝数比为45:1.
某电站输送电压为U=5000V,输送功率为P=500kW,这时安装在输电线路的起点和终点的电能表一昼夜里读数相差4800 kW·h(即4800度电),求:
(1)输电线的电阻;
(2)若要使输电损失功率降到输送功率的1.6 %,电站应使用多高的电压向外输电?
正确答案
(1)20 Ω (2)2.5×104 V
试题分析:(1)因为两地的电能表读数之差即为线路损失的电能,由此可求线路损失的功率:=
=200kW (2分)
又由 (2分)
得:输电线的电阻=
×50002 Ω=20 Ω. (1分)
(2)要使输电损失的功率降到输送功率的1.6%,则有
P损′=500 kW×1.6%=8 kW (2分)
而 (2分)
得输送电压U′=500000× V=2.5×104 V (1分)
如图所示,某水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的电压为250V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW,不计变压器的损耗。求:
⑴输电导线上输送的电流;
⑵升压变压器的输出电压U2;
⑶降压变压器的匝数比;
⑷若改用10kV电压输电,则输
电线上损失的功率是多大?
正确答案
(1)(2)
(3)
(4)
⑴输电线上的电流 …………………2分
⑵升压变压器的输出电压 ……………2分
⑶降压变压器的输入电压 ………1分
降压变压器的匝数比 …………………………………2分
⑷输电线上的电流 ……………………………1分
输电线上的损失功率 ………………………2分
本题考查交变电流的远距离输电,根据输电线路的功率损耗,利用热功率公式求出输电线的电流,根据升压变压器的输出功率及P=UI可求出升压变压器的输出电压,由U2与U3关系求出降压变压器的输入电压,从而求出匝数比
某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100kW,输出电压为500V,输电导线的总电阻为10Ω,导线上损耗的电功率为4kW,该村的用电电压是220V.
(1)输电电路如图所示,求升压变压器的原、副线圈的匝数比______、降压变压器的原、副线圈的匝数比______;
(2)如果该村某工厂用电功率为60kW,则该村还可以装“220V 40W”的电灯______盏.
正确答案
(1)根据如图所示输电线路,设高压输电线电流I2,输电电压为U2,由题意可知:
P损=I22r=4×103W;
得:I2=20A;
所以有:U2==5×103V;
根据匝数与电压成正比,则有:=
=
=
;
U损=Ir=20×10V=200V;
则有:U3=U2-U损=5000-200=4800V;
所以:=
=
=
(2)设最多安装n个40W电灯,
根据功率相等,则有:P总-P损=60×103+40n
解得:n=900个
故答案为:1:10;240:11;900.
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