Question

如图所示，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n1︰n2=1︰4，降压变压器的匝数比为n3︰n4=4︰1，输电线总电阻为R线=4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220V  40W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：（1）输电线上损耗的电功率P损多大？（2）发电机的电动势E多大？

Answer 1

（1）所有电灯正常发光时消耗的功率为  P灯=40×22×6W=5280W=P4           

由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4=220V，所以降压变压器原线圈两端电压  U3= U4= V=880V                                

两变压器之间输电线上的电流为  I线= A=6A             

输电线上损失的功率  P损= I线2R=62×4W=144W                          （4分）

（2）输电线上损失的电压  U损=I线R=6×4V=24V                           

升压变压器副线圈两端电压  U2=U3+U损=(880+24)V=904V              

升压变压器原线圈两端电压  U1= U2= V=226V                  

升压变压器原线圈中的电流  I1= I线= A=24A                     

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                            （4分）