- 电能的输送
- 共328题
一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某大学,已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:
(1)升压变压器副线圈的端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比;
(4)大学全校都是安装了“220V 40W”的电灯,问此时共有多少盏电灯亮?
正确答案
解:(1)因为,所以
=2 500 V
(2)P2=P1=50 kW
输电线中电流
则
(3)用户得到功率P4=P1-=44 000 W
所以降压变压器副线圈电流
故
(4)1100盏灯亮
一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,求:
(1)升压变压器副线圈的端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
正确答案
解:(1)因为,所以
=2500 V
(2)P2=P1=50 kW
输电线中电流
则
(3)用户得到功率P4 =P1-=44 000 W
所以降压变压器副线圈电流
故
如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W”的白炽灯6盏)供电。如果输电线的总电阻R是4Ω,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,要求所有灯都正常发光,那么:
(1)发电机的输出功率应是多大?
(2)发电机的电动势是多大?
(3)输电线上损耗的电功率多大?
正确答案
解:(1)全校消耗的功率W=5280W
设线路电流为,输电电压为
,降压变压器原线圈电压为
,
,而
V
则V=880V,
线路损失功率W=144W
所以W
(2)V=24V
V
由得:
V
升压变压器原线圈电流A=24A
发电机的电动势V
(3)输电线上损耗的电功率
有条河流,流量Q=2 m3·s-1,落差h=5 m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240 V,输电线总电阻R=30 Ω,允许损失功率为发电机输出功率的6%,为满足用电的需要,使用户获得220 V电压,则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?
正确答案
解:远距离输电的示意图,电源端的输出功率P总=()×η =5×104 W
输电线上的功率损失P损=I2R
所以输电线中电流为I==10 A
则升压变压器B1的原线圈电压U1=U出=240 V
副线圈送电电压为U2==5×103 V
所以升压变压器的变压比为n1∶n2=U1∶U2=6∶125
输电线上电压的损耗ΔU损=IR=300 V
则降压器B2的原线圈的电压U1′=U2-ΔU损= 4700 V
据题意知,U2′=220 V
所以降压变压器的匝数比为n1′∶n2′=U1′∶U2′=235∶11
发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10 Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%。求:在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。
正确答案
解:输电线路的示意图如图所示:
输电线损耗功率P线=100×4% kW=4 kW
又P线=I22R线输电线电流I2=I3=20 A
原线圈中输入电流I1= A=400 A
所以
这样U2=U1=250×20 V=5000 V
U3=U2-U线=5000-20×10 V=4800 V
所以
一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:
(1)升压变压器副线圈的端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
正确答案
解:(1)因为,所以
=2 500 V
(2)P2=P1=50 kW
输电线中电流
则
(3)用户得到功率P4=P1-=44 000 W
所以降压变压器副线圈电流
故
变电站通过升压器,输电线和降压器把电能输送到用户。
(1)画出上述远距离高压输电的全过程示意图。
(2)若发电机输出功率是100kW,输出电压是250V,升压变压器的初、次级线圈的匝数比为1∶25。求出升压器次级线圈的输出电压和输电线上的输电电流。
(3)若已知输电线上的功率损失为5.12%,求输电线的总电阻和降压器的初级电压。
(4)降压变压器初、次线圈的匝数比若为26∶1,则用户得到的电压是多少?
正确答案
解:(1)
(2)根据理想变压器变压比有:
得U2=
输电线上的电流为:I2=
(3)由于线路功率损失P损=5.12%P=5.12×103W=I22R=162R
所以线路电阻R=20Ω
降压变压器原线圈两端电压U3=U2-I2R=5930V
(4)根据理想变压器变压比有:
用户得到的电压U4=
某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅350V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将电压升高再输送,在输送途中,输电线路的总电阻为4Ω,允许损失的功率为输送功率的5%,求:用户所需电压为220V时,升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少?
正确答案
解:由电路中损失功率:
得输电线路中电流为:
升压变压器输出电压为:
据理想变压器原理得升压变压器的初、次级的匝数比为:
降压变压器的输入功率为:
所以降压变压器初级电压为:
降压变压器的匝数比为:
学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器匝数比为1∶6,降压变压器的匝数比为6∶1,输电线的总电阻为R=4.5Ω,全校22个教室,每个教室用“220V,40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,变压器均为理想变压器,求:
(1)输电线上损耗的电功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
正确答案
解:(1)降压变压器的输出电压U4=220V,由得U3=6U4=1320V
降压变压器输出功率P4=22×40×6=5280W
由P4=U3I3得I3=4A
则输电线上损失功率为P= I32R=72W
(2)对输电回路,有U2=I3R+U3=1338V
对升压变压器,由得U1=223V
由,I2=I3=4A得I1=24A
由闭合电路欧姆定律得E=I1r+U1=247V
有条河流,流量Q=2m3/s,落差h=5m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电线总电阻R=30Ω,允许损失功率为输出功率的6%,用电线路所需电压为220V为满足用电的需求,则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?在损失功率为输出功率的6%的情况下,能使多少盏“220V,100W”的电灯正常发光?(g=10m/s2)
正确答案
解:设ρ为水的密度:ρ=1.0×103kg/m3
电源端:P输出=Qρgh×50%=5×104w
输出电压U0=240V
线路损耗ΔP损=I送2R
I送=
送电电压U送=
升压变压比:n1∶n2=U0∶U送=6∶125
输电线损失电压ΔU=I送R=10×30V=300V
U1=U送-ΔU=4700V
U2=220V
升压变压比:n3∶n4= U1∶U2=235∶11
灯盏数N==470
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