情境 如图所示为某小型水电站发电机示意图,矩形线框匝数,线圈面积,电阻不计.线框置于的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动.若水电站输出的电功率为100kW,现准备向远处输电,所用输电线的总电阻为,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的,用户获得的电压.
设问
1.画出远距离输电的图示.
2.写出发电机线圈从图示位置开始转动时,产生的感应电动势的瞬时值表达式.
3.选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器?(理想变压器)
素养及质量水平评析.
设问1:科学思维——水平3
能在熟悉的生活中,抽象出清晰、系统的输电流程是解决高压输电问题的基础.
设问2:科学思维——水平3
从转动的线圈模型得出交变电流的瞬时值表达式.
设问3:科学态度与责任——水平3
通过对输电过程的分析,明确输电过程中变压器的作用,体会如何减少能源的损耗.
素养达成任务要求
设问1:
任务1:远距离输电中通常采用什么方式输电?
任务2:这种输电方式中需要几个变压器?分别是什么变压器?
设问2:
任务1:线圈在磁场中转动时产生的感应电动势的最大值是多大?
任务2:线圈所在的图示位置是中性面位置,还是与中性面垂直的位置?
设问3:
任务1:输电线上允许的最大电流多大?
任务2:发电机的输出电流多大?
任务3:降压变压器的输出电流多大?
设问
1.画出远距离输电的图示.
2.写出发电机线圈从图示位置开始转动时,产生的感应电动势的瞬时值表达式.
3.选用匝数比为多大的升压变压器和降压变压器?(理想变压器)
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设问1:科学思维——水平3
能在熟悉的生活中,抽象出清晰、系统的输电流程是解决高压输电问题的基础.
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任务2:线圈所在的图示位置是中性面位置,还是与中性面垂直的位置?
设问3:
任务1:输电线上允许的最大电流多大?
任务2:发电机的输出电流多大?
任务3:降压变压器的输出电流多大?
更新时间:2019-08-25 00:09:26
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【推荐1】高压输电某电站输送电压为,输送功率为,这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4800kW·h(即4800度电)。试求:
(1)输电线的电阻;
(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2%,电站应使用多高的电压向外输电?
(1)输电线的电阻;
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【推荐2】水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能,是功在当代,利在千秋的大事,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一.某河流水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000kW的发电机发电,采用高压输电,高压输电线的总电阻为5Ω,损耗总功率的5%.求:
(1)设发电机输出电压为500V,则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是多大;
(2)若所用发电机总效率为50%,则拦河坝要建多高.(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2)
(1)设发电机输出电压为500V,则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是多大;
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【推荐1】某条河流,河水流量200m3/s,落差为1m。 现利用它来发电,水电站的总效率为η=50%,发电机的输出电压为500 V。 水电站到用户之间要进行远距离输电,两地间输电线的总电阻为5Ω,允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,用户所需要电压为220 V,认为所用的变压器都是理想变压器。 已知水的密度为ρ=1×103kg/m3,g取10 m/s2.求
(1)发电机输出的功率;
(2)输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比n1: n2;
(3)若要将输电线上损失的功率降低到原来的,在其他条件不变的情况下,则调整升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别是多少。
(1)发电机输出的功率;
(2)输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比n1: n2;
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【推荐2】如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,已知发电机线圈abcd匝数N=100匝,面积,线圈匀速转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻为,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为,若用户区标有“,”的电动机恰能正常工作.发电机线圈电阻r不可忽略。求:
(1)交流发电机产生电动势的最大值;
(2)输电线路上损耗的电功率;
(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为,升压变压器原线圈两端的电压
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【推荐1】由于新区建设,线路抢修,某学校区域停电,于是启动了临时供电系统,它由备用交流发电机和变压器组成,给教学楼教室输电的示意图如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度为T的水平匀强磁场中,匝数为50匝,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴O1O2以的角速度匀速转动,并与变压器的原线圈相连,降压变压器的副线圈接入到教学楼供25个教室用电,变压器为理想变压器。当发电机输出功率为5.5×103W时,理想交流电压表的示数为250V,教室内额定电压为220V的灯泡都正常发光。求:
(1)变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2;
(2)变压器副线圈中的电流I;
(3)穿过矩形线框ABCD磁通量的最大值。
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【推荐2】某发电站通过烧煤发电。发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户,发电机输出功率是,输出电压是,升压变压器原、副线圈的匝数之比为,输电线的总电阻为,用户需要的电压为。求:
(1)输电线上损失的电功率;
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
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【推荐3】某发电机输电电路的简图如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中,线框面积为S=0.5m2,匝数为100匝,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100πrad/s匀速转动,并与升压变压器的原线圈相连,升压变压器原、副线圈的匝数之比1:10 ,降压变压器的副线圈接入若干“220V,100W”的灯泡,两变压器间的输电线等效电阻R=10Ω,变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时,灯泡正常发光。求:
(1)电压表读数;
(2)输电线上损失的功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。
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