利用太阳能电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称为光伏发电系统，光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式．有一台内阻为 1 Ω 的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图 10 所示，升压变压器的匝数比为 1 ∶ 4 ，降压变压器的匝数比为 4 ∶ 1 ，输电线的总电阻 R＝4 Ω ，全校共 22 个班，每班有 “220 V　40W” 的电灯 6 盏．若全部电灯都正常发光，求：

(1) 发电机的输出功率为多大？

(2) 发电机的电动势为多大？

(3) 输电效率为多少？

(4) 若使灯数减半并正常发光，发电机的输出功率又为多大？

答案

(1)5 424 W　(2)250 V　(3)97%  (4)2 676 W

【解析】

(1) 发电机的输出功率应为负载消耗的功率与输电线电阻损耗的功率之和，

即 P _出 ＝ nP _灯 ＋ I R

又

所以 P _出 ＝ 22×6×40 W＋6 ² ×4 W＝5 424 W；

(2) E＝U ₁ ＋ I ₁ ·r，r 为发电机内阻，

I ₁ ＝ 4I ₂ ，

U ₂ ＝ 4U ₃ ＋ I ₂ R＝4×220 V＋6×4 V＝904 V

所以 ；

(3) 输电效率 ；

(4) 电灯减少一半时， n′P _灯 =

I′ ₂ =

所以 P′ _出 ＝ n′P _灯 ＋ R＝2 640 W＋3 ² ×4 W＝2 676 W。