Question

【題目】有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻為4Ω．全校共有22個(gè)班，每班有“220V，40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則

（1）發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？
（2）發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢多大？

Answer 1

【答案】
（1）

解：降壓變壓器的輸出功率為：

P=40×22×6=5280W

降壓變壓器副線圈的電流：

I4= ×6×22=24A

降壓變壓器原線圈的電流：

I3= ×24=6A

輸電線損失的功率：

△P= R=144W

所以輸入功率：

P1=5280+144=5424W

（2）

解：降壓變壓器原線圈電壓為：

U3= ×220=880V

輸電線上損失的電壓為：

△U=I3R=24V

則發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出電壓為：

U2=880+24=904V

所以發(fā)電機(jī)原線圈電壓：

U1= ×904=226V

根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知發(fā)電機(jī)原線圈中電流為：

I1= ×6=24A，

發(fā)電機(jī)內(nèi)阻分壓：

Ur=24×1=24V

電動(dòng)勢為：

E=226+24=250V

【解析】根據(jù)用戶端所有燈泡消耗的電功率得出降壓變壓器的輸出功率，根據(jù)P=UI求出降壓變壓器副線圈的電流，結(jié)合電流比等于匝數(shù)之反比求出輸電線上的電流，根據(jù)輸電線上的功率損失，抓住降壓變壓器的輸入功率求出發(fā)電機(jī)的輸出功率．從而得出輸電線上的電壓損失．根據(jù)降壓變壓器的輸出電壓，結(jié)合匝數(shù)比得出降壓變壓器的輸入電壓，通過電壓損失得出升壓變壓器的輸出電壓，從而通過匝數(shù)比得出輸入電壓，結(jié)合升壓變壓器原線圈中的電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解變壓器原理和應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制．