Question

【题目】高考临近，为保证高三工作正常开展，防止停电事故发生，江油中学领导班子决定购买一台应急备用发电机，要求如下：一是保证全校88间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为完成任务以某物理老师牵头调查，发现以下数据：每间教室有日光灯20盏，每盏20W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口约500米，计算得出所用电线每米电阻约2.0×10-3Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，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，该物理老师画出示意图如图所示。试求：

（1）输电线总电阻R线是多少？

（2）购买的发电机功率P应不小于多少？

（3）发电机输出的电压U1是多少才能保证灯泡正常发光？

Answer 1

【答案】（1）2Ω（2）38.4 kW（3）240V

【解析】

（1）输电线电阻R线=2×500×2.0×10-3Ω=2Ω

（2）所有电灯正常发光时消耗的功率为：P灯=P4=P3

由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压：=220V

所以降压变压器原线圈两端电压：

解得：=880V

两变压器之间输电线上的电流为：A=40A

输电线上损失的功率：W=3200W

所以P=P灯+P损=38400W=38.4kW

即所购发电机额定功率不得低于38.4 kW。

(3)升压变压器副线圈两端电压：=960V

升压变压器原线圈两端电压：V=240V