- 电能的输送
- 共328题
某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电．当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1．若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，达到用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压，供用电设备使用，如图所示，这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2．试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比N1/N2以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比n1/n2各为多少？
正确答案
当不用升降压变压器时，根据输电线上的损耗有P0-P1=（
得r=
当用升降压变压器后，设发电厂电流为I1，输电线上电流为I2，用户处的电流为I3，则有
I1=
故 I2=
而 I3=
故升压比
降压比
某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV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电功率之比为 。要将2.2 kV的电压升高至22 kV，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
100； 1800
电压增加10倍，则电流减小为原来的1/10，根据输电线消耗的功率公式P=I2R，可得前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为100：1；
根据变压器的匝数与电压成正比，可得
某电厂要将电能输送到较远的用户, 输送的总功率为9.8×104 W, 电厂输出电压仅为350 V, 为减少输送功率损失, 先用一升压变压器将电压升高再输出. 已知输电线路的总电阻为4 Ω, 允许损失的功率为输送功率的5%, 所需电压为220 V, 求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？
正确答案
1∶8 12∶1
试题分析：由电路中损失功率P损＝P总×5%＝I22R得输电线路中电流为
升压变压器输出电压
根据理想变压器电压比公式得,升压变压器的原、副线圈匝数比为
降压变压器输入功率为
P3＝P总－P损＝P总－5%P总＝95%P总＝9.31×104W 2分
所以降压变压器的初级电压为
所以降压变压器的原、副线圈匝数比为
点评：本题难度中等，对于远距离输电问题，记住原理图是关键，根据输电线的功率损耗计算电流是突破口
发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要220V的电压，输电线电阻为
（1）输电线上的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）用户得到的电功率是多少？
正确答案
（1）
（1）输电线损耗功率：P线
P线R线 …………………………………1分
输电线电流
原线圈通过的电流
（2）用户得到的电功率P用＝P出＝P－P损…………………………………3分
发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．
（1）若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1：25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流．
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压．
（3）计算降压变压器的输出功率．
正确答案
（1）由理想变压器的电压与匝数关系可得：
即
解得：U出=6250V
由I1=
再理想变压器的电流与匝数关系可得：
解得：I2=16A
（2）由题意可知：P损=P出4%=4000W
而P损=I22R
由于R=
则U损=I2R=250V
U3=6250-250=6000V
（3）所以P出=100×103×96%=96KW
答：（1）则升压变压器的输出电压6250V和输电导线中的电流16A．
（2）若则输电导线的总电阻
（3）降压变压器的输出功率为96KW．
发电机端电压为220 V，输送功率110 kW，为保证用户至少获得100 kW的功率，则输电线的电阻不得大于______ Ω；若用一个理想变压器升压至5 500 V后再输电，则输电线的电阻不得大于________ Ω.
正确答案
0.04 25
试题分析：根据公式可得:
有知道
又P损＝I·R1
得R1＝0.04 Ω.
当升压至5 500 V时，
故
点评：关键是对公式的灵活应用，以及对公式中各个物理量的含义正确理解
某小河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m。现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50%，g＝9.8 m/s2，求：
(1)发电机的输出功率。
(2)若输电导线的总电阻为4 Ω，输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%，则需用多大的电压输送电能？
(3)输电导线上的电压损失。
正确答案
(1)9.8×104 W (2)2.8×103 V (3)140 V
试题分析：(1)水由高处流下，重力势能转化为动能，推动水轮机做功，设水的流量为Q，则发电机的输入功率为P1＝ρQgh
所以输出功率为P2＝ηP1＝ηρQgh＝50%×1. 0×103×4×9.8×5 W＝9.8×104 W。。。6分
(2)设输电电压为U，输电线上的电流为I，电阻为R，损失的电功率为P3。由P3＝I2R得
I＝ 
由P2＝IU得输电电压
U＝
(3)输电导线上损失的电压为
ΔU＝IR＝35×4 V＝140 V 6分
点评：本题难度较小，通过输送电能的效率是本题的突破口，熟悉并掌握各电功率关系是关键
我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在2005年可建成100万千瓦的水力发电站.设电站输出电压为25万伏，则输电线上的电流是___________A.如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_________ kW.如将输出电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________________________.
正确答案
4×103 6.4×105 4×104 提高输电电压
当输电电压U1=25万伏
时,I1=
输电线上热功率
P热1=I12R=(4×103)2×40 W=6.4×105 kW
当输电电压U2=100万伏时,
I2=
输电线上热功率
P热2=I22R=(1×103)2×40 W=4×104 kW.
由以上计算可知：在输电功率P一定时,输电电压越高,输电线上损失的热功率P热越小,故合理的输电方法是提高输电电压.
某小型实验水电站输出功率是38kW，输电线路总电阻是6Ω．
（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率．
（2）若改用5000V高压输电，求输电线路损耗的功率．
（3）若改用5000V高压输电，到用户端再利用n1：n2=22：1的变压器降压，求用户得到的电压．
正确答案
（1）输电线上电流强度为I=
输电线上损失功率为：P线=I2R=1002×6=6×104W=60KW
（2）改用高压输电后，输电线上电流强度为I′=
输电线上损失功率为：P线=I2R=7．62×6W=0.347KW
（3）用户端在变压器降压前的电压为U1=U-I′R=5000-7.6×6=4954.4V
再由
答：（1）若采用380V输电，输电线路损耗的功率为60kW．
（2）若改用5000V高压输电，输电线路损耗的功率为0.347kW．
（3）用户得到的电压为225.2V．
某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV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电功率之比为___________。要将2.2 kV的电压升高至22 kV，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
100：1，1800
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