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某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104 W,电厂输出电压仅为350 V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将电压升高再输出.已知输电线路的总电阻为4 Ω,允许损失的功率为输送功率的5%,用户所需电压为220 V,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少?

试题分析:根据题意,画出输电线路图如下图所示.

由电路中损失功率P损=P总×5%=R得输电线路中电流为=35 A .
升压变压器输出电压
=2.8×103 V
升压变压器的原、副线圈匝数比为

降压变压器输入功率为P3=P总-P损=P总-5%P总
=95%P总=9.31×104 W
所以降压变压器的初级电压为U3==2 660 V
故降压变压器的原、副线圈匝数比为
.
点评:远距离输电中变压器两端的电功率不变,只有输电线上有功率的损失,故应以输电线上功率损失为突破.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 000sin100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V/880 W”的电器RL供电,该电器正常工作。由此可知
A.原、副线圈的匝数比为50∶1
B.交变电压的频率为100 Hz
C.副线圈中电流的有效值为4 A
D.变压器的输入功率为880 W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I1I2,电压为U1U2,功率为P1P2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是(  ).
A.I1I2决定
B.U2与负载有关
C.P1P2决定
D.以上说法都不正确

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

某一水电站发电机组设计为:水以v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低h=9.6m,水流量为Q=10m3/s.水轮机效率为η1 =75%,发电机效率为η2=80%,重力加速度g=10m/s2,水的密度ρ=103kg/m3.试问:
(1)发电机的输出功率是多少?
(2)如果发电机输出电压为240V,用户所需电压为220V,输电线路中能量损耗为5%,输电线的电阻共为12Ω,那么所需用升压变压器、降压变压器的原副线圈的匝数比分别是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2I1分别约为
A.380V和5.3AB.380V和9.1A
C.240V和5.3AD.240V和9.1A

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如图所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是 (    )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图所示, L1和L2是输电线,用电压互感器和电流互感器测输电功率。若已知甲的两线圈匝数比为50∶1,乙的两线圈匝数比为20∶l,并且已知加在电压表两端的电压为220V,通过电流表的电流为5A,则输电线的输送功率为 ( )
A.甲是电压互感器,乙是电流互感器
B.乙是电压互感器,甲是电流互感器
C.1.21×107W
D.1.1×106W

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数=3:l,原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表,副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。


(1)求图甲中电压表的读数。
(2)要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数。
(3)为满足第(2)问中要求,求可变电阻应调到的电阻值

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