有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機用高壓輸電的方法給一學(xué)校供電,已知升壓變壓器的匝數(shù)比為1:4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1,輸電線的總電阻為4Ω,全校共有22個班,每班有“220V,40W”的電燈6盞.若保證全部電燈都正常發(fā)光,試求:
(1)發(fā)電機的輸出功率;         
(2)發(fā)電機的電動勢.
分析:(1)求出全校所有白熾燈消耗的功率,為降壓變壓器的輸出功率,根據(jù)降壓變壓器的匝數(shù)比求出降壓變壓器原線圈的電壓,根據(jù)I=
P
U
,得出輸電線上的電流,從而得出線路上損耗的功率.升壓變壓器的輸出功率等于線路損耗功率和降壓變壓器的輸入功率之和,發(fā)電機的輸出功率等于升壓變壓器的輸出功率.
(2)根據(jù)輸電線上的電流,求出電壓損失,升壓變壓器的輸出電壓等于電壓損失與降壓變壓器的輸入電壓之和,根據(jù)電壓比等于匝數(shù)之比,求出升壓變壓器的輸入電壓,根據(jù)I1=
P
U
,求出通過發(fā)電機的電流,由E=I1r+U1求出發(fā)電機的電動勢.
解答:解:(1)設(shè)每個燈泡的功率為P,全校消耗的功率為:
P=nP=22×40×6W=5280W,
設(shè)線路電流為I,輸電電壓為U2,降壓變壓器原線圈電壓為U3,則有:
U3
U4
=
n3
n4
=
4
1

而U4=220V,則有:
U3=4×220V=880V
I=
P
U3
=
5280
880
=6A

線路損失功率為:
P=I2R=36×4W=144W
所以有:P=P+P=5424W
故發(fā)電機的輸出功率為5424W.
(2)U=IR=6×4V=24V,
U2=U+U3=904V,
U1
U2
=
n1
n2
得,U1=
U2n1
n2
=904×
1
4
V=226V

升壓變壓器原線圈電流為:I1=
P
U1
=
5424
226
A=24A

發(fā)電機的電動勢為:E=I1r+U1=24×1+226=250V
答:(1)發(fā)電機的輸出功率為5424W.
(2)發(fā)電機的電動勢為250V.
點評:解決本題的關(guān)鍵知道升壓變壓器的輸出功率等于線路損耗功率和降壓變壓器的輸入功率之和,發(fā)電機的輸出功率等于升壓變壓器的輸出功率,以及知道升壓變壓器的輸出電壓等于電壓損失與降壓變壓器的輸入電壓之和.
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有一臺內(nèi)阻為1 Ω的發(fā)電機,供給一個學(xué)校照明用電,如圖5-4-16所示,升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻R=4 Ω,全校共有22個班,每班有“220 V  40 W的電燈6盞,若保證電燈全部正常發(fā)光,求:

圖5-4-16

(1)發(fā)電機輸出功率多大?

(2)發(fā)電機電動勢多大?

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(1)發(fā)電機輸出功率多大?

(2)發(fā)電機電動勢多大?

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(1)發(fā)電機的輸出功率多大?

(2)發(fā)電機的電動勢多大?

(3)輸電效率為多少?

 

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