Question

為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染而大力發展水電站。三峽水利工程
中某一水電站發電機組設計為：水以的速度流入水輪機后以的速度流
出，流出水位比流入的水位低，水流量為，水輪機效率為75﹪，發電機
效率為80℅，求：
（1）發電機組的輸出電功率是多少
（2）如果發電機輸出電壓為240V，用戶需電壓220V，輸電線路中能量損失為5﹪，
輸電線電阻為19.5Ω，那么所需升降變壓器的原副線圈匝數比分別是多少。

Answer 1

（1）設時間t內水流質量為m，
水輪機獲得的機械能為×75﹪
則發電機的輸出電能：80﹪
發電機的輸出功率：
代入數據，解得P₀=624KW
（2）發電機的輸出電流為I₁=P₀/U₁  
輸電線路損失×5﹪ 
輸電電流由焦耳定律得，，　　得I₂=40A
則升壓變壓器原副線圈匝數比        
用戶端降壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率W
輸出電流A  
所以用戶降壓變壓器原副線圈匝數比  （約 67：1）

本題考查了交變電流的變壓器的應用、遠距離輸電、能量守恒等知識點，水的重力勢能和動能轉化為電能，在遠距離輸電中現根據線路損耗求得線路電流，根據變壓器的匝數比和電壓比、電流比、功率關系求解