问题 问答题

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?

答案

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
=
5280
220
A=24A,

输电线上的电流I2=I3=

n4I4
n3
=
1
4
×24A=6A,

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=

1
4
U2=
1
4
×904V=226V,

输入电流为I1=4I2=24A

所以发电机输出功率为P=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=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.

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