风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,如图所示,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等.利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能.输送功率P0=100kW,发电机输出电压为250V,升压变压器原、副线圈的匝数比1∶20,用户需要的电压是220 V ,求:
(1)导线上损失的功率与输送功率的比值?
(2)在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比.
(3)用户得到的电功率是多少.
(1) =0.04(2)降压变压器原、副线圈匝数比
(3) 96 kW
题目分析::(1)升压变压器副线圈电压U2= =5000v
导线上损失的功率为
损失的功率与输送功率的比值=0.04
(2) 电压损失U损=I2R=20×10 V=200 V
降压变压器原线圈端电压U3=U2-U损=4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比=
=
(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
P用=P-P损=P(1-4%)=100×96% kW=96 kW
点评:本题考查了功和功率的计算,关键是根据题意找出求出发电机功率的方法,及风能的最大功率和输出功率之间的关系.