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1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻为R=4Ω,全校22个教室,每个教室用“220V 40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则:
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
(3)输电线上损耗的电功率多大?
输电示意图如图所示.
(1)所有灯都正常工作的总功率为22×6×40 W=5280W,
用电器总电流为I4=
=P U
A=24A,5280 220
输电线上的电流I2=I3=
=n4I4 n3
×24A=6A,1 4
降压变压器上U3=4U4=880V,
输电线上的电压损失为UR=IRR=24V,
因此升压变压器的输出电压为U2=UR+U3=24+880=904V,
输入电压为U1=
U2=1 4
×904V=226V,1 4
输入电流为I1=4I2=24A
所以发电机输出功率为P出=U1I1=5424W.
(2)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
(3)输电线上损失的功率
P损=I22R=62×4W=144W
答:(1)发电机的输出功率为5424W,
(2)发电机的电动势为250V,
(3)输电线上损耗的电功率为144W.