水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能.某小型水力发电站水流量为 Q = 5m 3 /s (流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积),落差为 h = 10m ,发电机(内阻不计)的输出电压为 U 1 = 250V ,输电线总电阻为 r = 4Ω ,为了减小损耗采用了高压输电.在发电机处安装升压变压器,而在用户处安装降压变压器,其中 ,用户获得电压 U 4 = 220V ,用户获得的功率 W ,若不计变压器损失的能量,已知水的密度 、重力加速度 g 取 10m/s 2 .求:
( 1 )高压输电线中的电流强度 I 2 ;
( 2 )升压变压器原、副线圈的匝数比 ;
( 3 )该电站将水能转化为电能的效率 有多大?
( 1 ) 50A ( 2 ) 1 : 16 ( 3 ) 40%
【详解】
( 1 )根据理想变压器变压规律得 ,解得 =
又根据理想变压器无能量损失知
再根据 得
( 2 )高压输电线电阻损失电压
得 =
故
( 3 )高压输电线电阻损失电功率
故发电机输出电功率
又水流每秒带来的机械能
故水能转化为电能的效率
变压器:
构造 | |
原线圈:接在电源上的线圈 副线圈:连接负载的线圈 铁芯:硅钢叠合成的闭合框架,能增强磁场和集中磁感线 | |
工作原理 | 原线圈输入交变电流→铁芯中产生变化磁场→ 通过副线圈磁通量变化→副线圈上产生感应电动势→对负载供电 |
备注 | ①互感现象是变压器的工作基础,其实质是电磁感应现象。 ②若在原线圈上加交流电压,副线圈上空载(开路),则副线圈上存在感应电动势。 ③变压器改变电压的作用只适用于交变电流,不适用于恒定电流。 ④其能量转化的过程为: |
变压器与分压器的比较:
常见变压器:
登录并加入会员可无限制查看知识点解析