Question

【題目】（8分）有一臺內阻為1Ω的發電機，供給一學校照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數比為1：4，降壓變壓器原、副線圈匝數比為4：1，輸電線的總電阻為4Ω。全校共有22個班，每班有“220V，40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發光，則

（1）發電機的輸出功率多大？

（2）發電機的電動勢多大？

（3）輸電效率為多少？

Answer 1

【答案】（1）5 424 W（2）250 V（3）

【解析】(1)由題意知U4=220 V

則

由降壓變壓器變壓關系:得

由降壓變壓器變流關系:得

又因為U2=U3+I2R=880 V+6×4 V=904 V

由升壓變壓器變壓關系:得U1=226 V

由升壓變壓器變流關系:得I1=24 A

所以:(1)發電機的電動勢:E=U1+I1r=250 V.

(2)發電機的輸出功率P出=EI1－I12r=5 424 W.

(3)輸電的效率

本題考查交點電壓的遠距離傳輸，為了保障用電器正常工作，降壓變壓器的輸出電壓為220V，根據匝數比可求得輸入電壓，根據輸入功率等于輸出功率可求得輸入電流大小，同理可得升壓變壓器的輸入電壓和輸入電流