Question

1．北京奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運(yùn)”的理念．作為北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館之一的國(guó)家體育館“鳥(niǎo)巢”擁有9.1萬(wàn)個(gè)座位，其扇型屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感，還隱藏著一座年發(fā)電量約為98550kW•h時(shí)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內(nèi)的照明燈等使用．假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×10⁵W．
（1）按平均每天太陽(yáng)照射6h計(jì)，該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計(jì)）能輸出多少電能？
（2）假若發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓為250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電．所用輸電線(xiàn)的總電阻為R_線(xiàn)=8Ω，要求輸電時(shí)在輸電線(xiàn)上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%．求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)輸出功率和時(shí)間，通過(guò)E=Pt求出輸出電能．
（2）根據(jù)輸入功率和輸入電壓，求出輸入電流，根據(jù)損耗的功率，通過(guò)P=I²R求出輸電線(xiàn)上的電流，通過(guò)P=UI算出輸電電壓，通過(guò)升壓變壓器電流比等于匝數(shù)之反比求出升壓變壓器的匝數(shù)比．

解答 解：（1）一年光照時(shí)間換算成小時(shí)為：t=365×6h
E=Pt=1.0×10⁵×365×6×3600J=7.884×10¹¹J
（2）當(dāng)輸電線(xiàn)上損失的電功率為輸送電功率的5%時(shí)，輸電線(xiàn)中的電流為I₂，根據(jù)題意知：
0.05P=${I}_{2}^{2}R$，
解得I₂=$\sqrt{\frac{0.05P}{R}}=\sqrt{\frac{0.05×1{×10}^{5}}{8}}A$=25A
由P=U′I₂得
$U′=\frac{P}{{I}_{2}}=\frac{1{×10}^{5}}{25}V=4000V$
升壓比為：$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}=\frac{U}{U′}=\frac{250}{4000}=\frac{1}{16}$
答：
（1）該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計(jì)）能輸出7.884×10¹¹J的電能．
（2）升壓變壓器匝數(shù)比為1：16

點(diǎn)評(píng) 掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，本題即可得到解決，注意輸電電壓與損耗電壓的相異之處．