某小型发电站的发电机输出交流电压为500V,输出电功率为100kW,如果用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电,这时用户获得的电压和电功率是多少?假如,要求输电线上损失的电功率是输送功率的1.2%,则发电站要安装一个升压变压器,到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用,不考虑变压器的能量损失,这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少.
(1)用500V电压输送时,电流:
I===200A,
损失的电压:U
损=IR=200×3=600V>500V
所以用户获得的电压和电功率都是0.
(2)用高压输送时,示意图如下图所示.要求P
损=1.2%P,即P
损=100×10
3×1.2% W=1200 W.
输电电流I
1=
=
A=20 A.
故输电线上的电流为20A.
根据变压器的电流比与匝数比的关系可知:
===发电站升压后输电电压U
1=
==5000 V,
输电线上损失的电压U′=I•R=20×3 V=60 V.
到达用户输入变压器电压
U
2=U-U′=(5 000-60)V=4 940 V,
降压变化器的匝数比
=
=
=答:输出交流电压为500V,这时用户获得的电压和电功率都是0;升压变压器和降压变压器的匝数比分别为:1:10,247:11.