- 电能的输送
- 共328题
图为一输电系统,A地有一台升压变压器,B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器,使120盏标有“120V,100W”的灯正常工作,A、B两地输电线的电阻是20Ω,求:(1)升压变压器输出端的电压.(2)若不用变压器,要在B地得到同样大小的电流和电功率,那么在A地要用多大的电压将电能输出?(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少?
正确答案
(1)1400V (2)2120V (3)
略
现用220V和11kV两种电压来输电,如果输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同,则对应的两种导线横截面积之比为______.
正确答案
根据P=UI得,I=,则P损=I2R=
R,因为输送的电功率、输电线上的功率损失相同,输送电压之比为1:50,则电阻之比为1:2500,
根据R=ρ得,导线的长度和电阻率相同,则导线的横截面积之比为2500:1.
故答案为:2500:1.
图为一输电系统,A地有一台升压变压器, B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器,降压变压器副线圈上的电流为100A,输出功率是12kW,A、B两地输电线的电阻是20Ω,求:
(1)升压变压器输出端的电压.
(2)若不用变压器,要在B地得到同样大小的电流和电功率,那么在A地要用多大的电压将电能输出?
(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少?
正确答案
(1)(2)
(3)
(1)降压变压器输出端电压:
所以由得
由
输电线上损失的电压为: (
)
所以升压变压器输出端的电压:
(2)若不用变压器,B处电压:
线路压降:
所以A处电压为
(3)有变压器时,线路损耗功率:
无变压器,线路消耗功率:
所以两情况下输电线上损耗功率之比为
本题考查的是远距离输电问题。熟练掌握理想变压器的电流、电压和匝数之间的关系是解此题的关键。
发电站发电机端电压u=5000sin314tV,输出功率5000kW,远距离输电线的电阻为80Ω,输电线上功率损耗要求不超过总功率的4%,求:
(1)所用升压变压器的原、副线圈匝数比多大?
(2)到达用户区使用匝数比为192:1的降压变压器,对负载电阻为10Ω的用电器供电,最多可接这样的用电器几个?
正确答案
(1) U:U
=1:20;(2)N=192个
(1)根据远距离输电线的电阻为80Ω,输电线上功率损耗要求不超过总功率的4%,可得I=
=50A 则u
=
=100000V,则U
:U
=1:20,即n
:n
=1:20。
(2)根据题意可得降压变压器的次级电压为,电阻的功率为P
=
=25KW,则N=
=192个。
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%,试求:
(1)用户得到的电功率是多少?
(2)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
(1)96 kW(2)
本题考查远距离输电,根据线路损耗功率可以计算出线路电流大小,再由升压变压器的输出功率求出输出电压,从而求出升压变压器匝数比,由线路压降求出降压变压器的输入电压,从而求出匝数比
(1) P出="100×96%" kW="96" kW
P损="100×4%" kW="4" kW,(2分)
又P损=I22R阻I2="I3=20" A(2分)
A (2分)
∴ (2分)
V (2分)
U损=4800V (2分)
∴ (2分)
某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户,后改为用22KV的电压,在既有输电线路上输送同样的电功率.前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为______.要将2.2KV的电压升高到22KV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈的匝数应该是______匝.
正确答案
设输送功率为P,则有P=U1I1=U2I2,
而在电线上损耗功率为P损=I2R=,
所以有损失的功率与输送电压的平方成反比,两种输电方式的输送电压之比为1:10,所以损失功率之比为100:1,
即前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为100:1.
理想变压器没有能量损失,原副线圈的电压比等于匝数比.所以副线圈的匝数为原线圈匝数的10倍,等于1800匝.
答案:100;1800
如图,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n1:n2=1:4,降压变压器的匝数比为n3:n4=4:1,输电线总电阻为R线=4Ω,全校有22间教室,每间教室安装“220V40W”的电灯6盏,要求所有的电灯都正常发光,求:
(1)输电线上损耗的电功率P损多大?
(2)发电机的电动势E多大?
正确答案
(1)所有电灯正常发光时消耗的功率为 P灯=40×22×6W=5280W=P4
由于灯正常发光时,降压变压器副线圈两端电压U4=220V,
所以降压变压器原线圈两端电压=
解得:U4=4×220V=880V
两变压器之间输电线上的电流为 I线==
=
A=6A
输电线上损失的功率 P损=I线2R=62×4W=144W
(2)升压变压器副线圈两端电压 U2=U3+U损=(880+24)V=904V
升压变压器原线圈两端电压 U1=U2=
×904V=226V,
升压变压器原线圈中的电流 I1=I线=4×6A=24A,
发电机内阻上的电压 Ur=I1r=24V
发电机的电动势 E=U1+Ur=226V+24V=250V.
答:(1)输电线上损耗的电功率为144W;
(2)发电机的电动势为250V.
在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个坑口电站,输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度.
求:(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r.
(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电?
正确答案
(1)r=20 Ω(2)U′=22.4 kV
试题分析:(1)由于输送功率为P=500 kW,一昼夜输送电能E=Pt=12 000度,终点得到的电能E′=7 200度,因此效率η=60%.输电线上的电流可由I=P/U计算,为I=100 A,而输电线损耗功率可由Pr=I2r计算,其中Pr=4 800/24 kW=200 kW,因此可求得r=20 Ω.
(2)输电线上损耗功率Pr=()2r∝
,原来Pr=200 kW,现在要求Pr′=10 kW,计算可得输电电压应调节为U′=22.4 kV.
点评:输电线上的损失功率与其电流的平方成正比,而与输电线两端的电压的平方成反比.
一座小型发电站的输出功率是20 kW,输电线路总电阻是5 Ω.
(1)若输电电压是400 V,输电线路损耗的功率是多少?
(2)若改用5000 V高压输电,用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压,用户得到的电压是多少?
正确答案
(1) 12.5 kW. (2) 226.4 V.
(1)输电线上的电流强度为
I=U/P=50A,
输电线路损耗的功率为
P损=I2R=502×5 W=12500 W=12.5 kW.
(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为
I′=U′/P=4 A,
用户端在变压器降压前获得的电压
U1=U′-I′R=(5000-4×5)V=4980 V,
根据U1U2=n1n2可知,用户得到的电压为
U2=n2n1U1=122×4980 V=226.4 V.
本题考查的是电能的输送,要求出输电线上损耗的电功率,必须先求出输电电流,根据输电功率与输电电压可求出输电电流,要求出用户得到多少电压,需要先求出电线上损耗的电压,然后用输送电压减去损耗电压既得。
某交流发电机输出电压为10KV,输出功率为2.2×106W,在发电厂内用升压变压器将电压升高到2.2×104V,发电厂到降压变压器间的输电导线总电阻为22Ω。现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220V,,求:(升、降压变压器均理想)
⑴输电线上损失的电功率。
⑵升、降压变压器原副线圈匝数比。
正确答案
(1)2.2×105W(2)
试题分析:⑴输电电流为 (3分))
输电线上损失的功率为 P损=I2R=1002×22W=2.2×105W (3分))
⑵升压变压器初、次级匝数比 (2分)
降压变压器初级两端电压U3=U2-I2R=2.2×104V-100×22V=1.98×104V (2分)
升压变压器初、次级匝数比 (2分)
点评:对于输电问题,要搞清电路中电压、功率分配关系,注意理想变压器不改变功率.基础题.
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