【高二物理】远距离输电的一道题目》》》》》》》某发电机的输出功率为10kW,输出电压为500V,输电导线总电阻为5Ω,允许输电导线上损失的功率为总功率的5%,用户所需电压为220V.设计供电电路
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问题描述:
【高二物理】远距离输电的一道题目》》》》》》》
某发电机的输出功率为10kW,输出电压为500V,输电导线总电阻为5Ω,允许输电导线上损失的功率为总功率的5%,用户所需电压为220V.设计供电电路,计算升压变压器和降压变压器的匝数比.
--------请写出解题全过程(适当简洁讲解)》》谢谢!
刘玉燕回答:
发电机输出功率P1等于负载功率与输电线上损失功率之和.
所以输电线功率为:P损=0.5P1=0.5KW
由于损失的功率为电阻上的热功率,所以可以使用P损=I平方R得
输电线上的电流I线=根号下(P/R)=根号下500/5=10A
负载功率为P2=P1-P损=9500W
电流I2=P2/U2=9500/220
所以降压变压器的匝数比为:N线:N2=I2:I线=950/22:10=95:22
发电机的输出电流为:I1=P1/U1=10000/500=20A
所以升压变压器的匝数比为:N1:N线=I线:I1=10:20=1:2
所以供电线路为:先用一个匝数比为1:2的升压变压器将电压升高,通过输电线后,在用户端使用一个降压变压器,匝数比为95:22.则刚好能给用户供电.
当然,若升压变压器匝数比小于1:2时,输电线上的功率损失更小,可根据实际数值,计算降压变压器的匝数比(大于95:22).
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