交流電 十電能的輸送典型例題

1、電能的輸送典型例題【例1】 某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶，輸送的總功率為9.8×104W，電廠輸出電壓僅350V，為減少輸送功率損失，先用一升壓變壓器將電壓升高再輸送，在輸送途中，輸電線路的總電阻為4，充許損失的功率為輸送功率的5，求用戶所需電壓為220V時(shí)，升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？【分析】 依題意遠(yuǎn)距離輸送電能電路如圖所示，導(dǎo)線損失的電能轉(zhuǎn)化為熱能，所以據(jù)電功率的知識(shí)可求出，輸送導(dǎo)線中的電流據(jù)理想變壓器原理和能量守恒，可算出升壓變壓器的輸出電壓和降壓變壓器輸入電壓，就能解決該題中提出的問(wèn)題得輸電線路中電流為升壓變壓器輸出電壓為據(jù)理想變壓器原理得升壓變壓器的初

2、、次級(jí)的匝數(shù)比為降壓變壓器輸入功率為所以降壓變壓器初級(jí)電壓降壓變壓器的匝數(shù)比為【說(shuō)明】 輸送的電功率一定，提高輸送電壓，導(dǎo)線上的電流便減小，于是導(dǎo)線損失功率P損=I2R就減小計(jì)算導(dǎo)線損失的電功率有三種方【例2】 發(fā)電機(jī)的端電壓為220V，輸出的電功率為44kW，輸電線電阻為0.2，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站用匝數(shù)比為110的變壓器將電壓升高，經(jīng)過(guò)同樣的輸電線后，再用匝數(shù)比為101的變壓器將電壓降低供給用戶，用戶得到的電壓和電功率各是多少？【分析】 無(wú)論是從發(fā)電機(jī)直接向用戶供電，還是通過(guò)變壓器向用戶供電，發(fā)電機(jī)輸出的總功率都等于輸電線上損失的功率與用戶得到的功率之和【解】 從發(fā)

3、電機(jī)直接用220V電壓輸電時(shí)，線路中的電流輸電線上損失的電壓和電功率分別為U損=IR線=200×0.2V=40V，P損=IU損=I2R線=2002×0.2W=8×103W，所以，用戶得到的電壓和電功率分別為U用=U-U損=（220-40）V=180V，P用=P總-P損=（44×103-8×103）W=36kW通過(guò)變壓器后向用戶的供電線路如圖1所示理想升壓變壓器次級(jí)電壓 輸電線上損失的電壓和電功率分別為（圖2）U損=IR線=20×0.2V=4V，P損=I2R線=202×0.2W=80W=0.08kW降壓變壓器初級(jí)的電壓U降=U

4、-U損=2200V-4V=2196V降壓變壓器次級(jí)電壓為所以，用戶得到的電壓和電功率分別為U用=U降=2196V，P用=P總-P損=44kW-0.08kW=43.92kW【說(shuō)明】 （1）求解遠(yuǎn)距離輸電的問(wèn)題，先畫(huà)出供電示意圖，容易找出各部分間的關(guān)系，并有利分清輸電電壓與輸電線上的電壓（即U損）；（2）通過(guò)計(jì)算可以看出，兩情況輸電線上功率損失之比可見(jiàn)，遠(yuǎn)距離輸電必須采用高壓【例3】 一小型水力發(fā)電站水壩落差h=5m，流量q=1m3/s，發(fā)電機(jī)組總效率=50，機(jī)端輸出電壓350V為了向離電站較遠(yuǎn)處的用戶供電，采用先升壓、再降壓的辦法設(shè)輸電線總電阻R線=4，允許輸電線電熱損失功率為電站輸出功率的5，

5、用戶需要電壓220V試計(jì)算升壓變壓器、降壓變壓器的匝數(shù)比g=10m/s2【分析】 水電站是依靠從高處落下的水沖擊水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向外供電的能的轉(zhuǎn)化方式是高處水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能已知落差、流量和發(fā)電機(jī)組效率，即可算出發(fā)電機(jī)的輸出功率這些功率通過(guò)升壓變壓器輸電線降壓變壓器送給用戶時(shí)，僅在輸電線上有能量損失根據(jù)輸電線損失功率的百分比和輸電線電阻，可算出通過(guò)輸電線上的電流，于是匝數(shù)比也就可算出【解】 由題中條件得1s內(nèi)水做功發(fā)電機(jī)輸出功率P=P水=0.5×5×104W=25×103W升壓變壓器的輸入電流（即原線圈電流）為升壓變壓器的輸出電流（即副線圈電流）等于輸電線中的電流，根據(jù)輸電線中的電熱損失限制得根據(jù)變壓器公式知升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為降壓變壓器的輸入電流即輸電線中的電流I1=I線=17.7A降壓變壓器的輸出電流（即輸入用戶的電流）可由用戶得到的總功率和用戶電壓得所以降壓變壓器的匝數(shù)比【說(shuō)明】 求解通過(guò)升、降壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離送電的