& 远距离输电知识点 & “有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供...”习题详情
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有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=220V，求：（1）画出输电线路示意图；（2）输送电能的效率多大；（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍．
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：网络
分析与解答
习题“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=...”的分析与解答如下所示：
（1）远距离输电是高压输电，在发电厂附近有升压变压器，在用户附近有降压变压器；（2）根据原副线圈的电压之比等于匝数之比求出升压变压器的输出电压；根据输送的电流大小，求出输电线上损失的功率，从而结合输送功率和得到的功率，求出输电效率；（3）根据输电线上的电压损失，求出降压变压器的输入电压，结合电压之比等于匝数之比求出降压变压器的原副线圈的匝数比n3﹕n4；（4）如果不用变压器，根据P=UI和△P=I2r求解功率损耗．
解：（1）输电线路示意图如图所示：（2）根据U1U2=n1n2，得升压变压器的输出电压为：U2=400×5V=2000V．输电线上的电流为：I=PU2=200002000=10A．则输电线上损耗的功率为：P损=I2R=102×1W=100W．所以输电效率为：η=P-P损P×100%=20000×100%=99.5%．（3）输电线上的电压损失为：△U=IR=10×1V=10V．则降压变压器的输入电压为：U3=U2-△U=90V．降压变压器的匝数比为：n3n4=U3U4=1990220=19922（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗：△P=(PU)2×r=（20000400）2×1=2500W△PP损=2500100=25答：（1）如图所示；（2）输送电能的效率为99.5%；（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比为199：22；（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的25倍．
解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系，知道升压变压器的输出功率与降压变压器输入功率的关系，升压变压器输出电压与降压变压器输入电压的关系．
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有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出...
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经过分析，习题“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=...”主要考察你对“远距离输电”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
远距离输电
与“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=...”相似的题目：
某输电线路总电阻为2.0Ω，若输送电功率保持10kW不变，在用250V电压输电时，线路上损失功率为&&&&kW，若改用5000V电压输电，线路上损失的电功率为&&&&kW．
某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%．求：（1）村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）（2）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？
一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？&&&&
“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供...”的最新评论
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1（2013o天津）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（　　）
2某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　）
3（2010o江苏）在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　）
该知识点易错题
1（2009o广东）如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是（　　）
2（2003o辽宁）电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定律（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，如图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是（　　）
3日在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震、地震发生后，某公司向灾区捐赠一批柴油发电机．该柴油发电机说明书的部分内容如下表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBC260型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω/m．安置区家用电器的总功率为44kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是：（　　）
型号&AED6500S&最大输出功率&60kW&输出电压范围&220V～300V&
欢迎来到乐乐题库，查看习题“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=220V，求：（1）画出输电线路示意图；（2）输送电能的效率多大；（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍．”的答案、考点梳理，并查找与习题“有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=220V，求：（1）画出输电线路示意图；（2）输送电能的效率多大；（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4；（4）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍．”相似的习题。如图为远距离输电线路的示意图：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是 (　　)．
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
试题分析：变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，根据，消耗的功率增大，输电线电流增大，线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压，D项错误．故选C点评：远距离输电这一块对电功，电功率的计算比较频繁，涉及的物理量比较多，需要学生严格把握各个量的含义，根据相对应的公式计算
试题“如图为远距离输电线路的示意图：若发电机的输出电压不...”；主要考察你对
等知识点的理解。
— Is _____ true that Americans eat hamburgers and hot dogs every day? — No, that"s not true, but they are both very popular foods in America.
A. this B. anything C. it D. something
We think _______ important that we should master at least one foreign language.
______ is true that we can"t live happily without friends" help.
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旗下成员公司一小水电站，输出的电功率为P=20KW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=10，最后经理想降压变压器2降为220V向用户供电。下列说法正确的是（）A．n1与n2或者n3与n4线圈磁您好，您目前使用的浏览器版本比较旧，无法使用学优题库的新功能，建议您更换firefox或chrome浏览器学优网，成就我的梦想。 |
| 题文一小水电站，输出的电功率为P=20KW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器&T1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=10&O，最后经理想降压变压器&T2降为220V向用户供电。下列说法正确的是（&&&&）A．n1与n2或者n3与n4线圈磁通量变化率不相等B．输电线上的电流为C．输电线上损失的电功率为D．变压器的匝数比&&&微信扫描左侧二维码，可以将本题分享到朋友圈，或者发送给同学或老师寻求帮助。纠错难度评价：做题心得：官方解析我要解析巩固&&&&&&&&&理想变压器的输入功率为何等于输出功率？_变压器_百科问答
理想变压器的输入功率为何等于输出功率？
不要说能量守恒。。。还有我主要迷惑在，你在副线圈如果缠很多线圈的话，U1/U2=NI/N2，那副线圈的功率岂不是很大咯？
提问者:1053well
你的问题确实可以用能量守恒定律来解释。关于第一个问题我解释一下：变压器的工作原理，变压器的工作过程可简单看作，主线圈通上交流电，在变压器铁芯上产生一个交变磁场，副线圈也绕在铁芯上静止不动，根据发电机的原理：闭合的金属回路与一定强度的磁场发生相对运动，金属回路便有电流通过，那么静止不动的副线圈内将会产生感应电压。在这一个过程中，电源经过主线圈变为磁场，在由磁场转化为副线圈的电源，就会存在着很多的功率损耗，比如：供电电源经过主线圈时，线圈的是由铜制成，虽然电阻很小，却无法忽略不计，而且线圈越长，则电阻越大，损耗越高，这称为铜损，当线圈的电能转化为交变磁场时，学过磁场的应该知道不同的铁磁物质，对磁场会有不同的反应，这种反应我们称之为磁阻，而且加上磁滞现象的影响（就像把针在磁铁上磨一下，你会发现针也有了磁性，称为磁滞现象），会让电能在转化为磁能时，损耗一部分能量，因为铁芯是铁磁物质，所以我们称之为铁损，当磁场在转化为副线圈的电能时，又会出现铜损现象，能量守恒定律这样定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。所以实际上：输入功率=铜损功率+铁损功率+输出功率，为了减少能量转化过程中的损耗，提高能源利用效率，人们一直努力把实际的变压器向理想的变压器靠近，当变压器没有了损耗之时，输入功率=输出功率时，理想变压器时刻推动着变压器设计的发展。这个公式经常被用作理论计算时，简化计算。即不考虑损耗的计算。关于第二个问题：其实很简单，不考虑功率损耗时，降压器：主线圈高电压乘以低电流=副线圈低电压乘以高电流，升压器：主线圈低电压乘以高电流=副线圈高电压乘以低电流，无论怎么变，主线圈的功率依然等于副线圈的功率，就像你所说的，你在副线圈缠上多一些的线圈，那么副线圈的电压确实升高了，副线圈的功率也提高了，但是他更多的利用了磁场，那么主线圈就需要更多的电能来维持磁场，那主线圈的功率也提高了，所以这时实际上是两边的功率都在改变，但主线圈的功率依然等于副线圈的功率，这是理论，实际上，变压器的电压都是有规定，过高或者过低都会损坏用电器，另外，磁场有容量限制，即饱和限制，当铁芯的磁场达到一定强度时，便不会增加，就是说，铁芯只能提供有限制的磁场，所以说输出的功率也会被限制住，你明白我的意思吗？本人没受过高等教育，言论中不免有些许谬论，且语言表达能力有限，还望包涵。
两边功率相等只能用能量守恒证明吗？能不能有别的较为不抽象的证明方法？（理想变压器）还有，我看书上说改变副线圈的话，就是U1决定U2，I2决定I1，为什么？难道我改变副线圈，主线圈中的电流还会变？那U=IR，U不就也变，那就成U2决定U1了，我总认为U1决定全部，望您解释！
呵呵、变压器只是一个能量转化的过程，他并不是独立的发电机，自然不能违背能量转换的定律，没有什么抽象不抽象的证明方法，理想变压器就是指没有损耗时的变压器，你难道认为输出功率可以大于输入功率吗？要知道输出功率来自输入功率，只有小于，没有大于。你上面所写的公式：主绕组电压U1/副绕组电压U2=主绕组线圈匝数N1/副绕组线圈匝数N2，改变副绕组的话，就是改变了副绕组线圈N2的匝数，那么在这个等式中，主绕组电压U1是不变的，主绕组匝数N1也是不变的，那么对应的只有副绕组的电压改变，所以改变了副绕组线圈匝数就是在改变副绕组的输出电压，所以是U1的电压改变U2的电压。（关于副绕组电压的产生，你可以去查询一下电磁感应原理，简单解释一下：假设副绕组1圈产生1V的电压，那么10圈就会产生10V的电压）。至于I2决定I1，是因为当副绕组不接通负载消耗电能时，主绕组的电流便是0，只有当副绕组接通了负载后流过了电流I2，主绕组才会有电流I1流过，变压器公式：主绕组电压乘以主绕组电流=副绕组电压乘以副绕组电流。你改变了副绕组的线圈数，就是改变了副绕组的电压，副绕组的电压升高，那么副绕组的电流就会减小，副绕组的电流减小，主绕组的电流自然就减小了。回答了这么多，看到你U=IR这个公式时，我彻底崩溃了。。。。你不懂我不怪你，这并不是初中所学的直流电路，电压=电流乘以电阻，变压器只是一个能量转化工具，他不按那个来算，变压器是一种把电能转化为磁场的工具，没有电阻。我在说一句，就算U2怎么改变，U1的电压是不变的，变的是I1。
实在抱歉！实在抱歉！您回答的使我受益匪浅！可是您说的还有几句我不明白，望您解释：副绕组的电压升高，那么副绕组的电流就会减小，副绕组的电流减小，主绕组的电流自然就减小了。（电压升高，电流为什么会减小？这其中我想应该有U1是固定的，还有什么？第一段明白了，我抄物理书上了，太感谢了！）
这个简单，问题1：初中应该学过这个公式吧：功率P=电压U乘以电流I，假设副绕组想负载提供功率P，当电路的电压升高时，功率P不改变，那么电流的I就会变小。问题2：上面已经说了理想变压器的公式：主绕组输入功率P1=副绕组输出功率P2，而主绕组功率P1=主绕组电压U1乘以主绕组电流I1，副绕组功率P2=副绕组电压U2乘以副绕组电流I2，所以主绕组电压UI乘以主绕组电流I1=副绕组电压U2乘以副绕组电流I2，在这个公式里，当副绕组P2的功率发生改变时（不提改变副绕组线圈时），当P2的功率变小时，副绕组的电压U2不变，那么副绕组的电流就会减小，而主绕组的电压U1不变，那么主绕组的电流I1就会变小。
这次您说的问题2我没看懂，。。我想：首先（前提N1N2不变）：U1是不变的没问题，N2磁通不变，所以U2也不变，没问题吧，然后类，我如果加个电阻，U2没变，P=U2/R，那么P2就减小，那么P1就减小，那么P=UI，那么因为U不变，所以I减小，但I1减小磁通可就变了，那U2又得减小，，，，这不没完了么？额。。。希望您告诉我！（还有就是什么情况，下什么恒定的问题）
呵呵、你比我当年还能钻牛角尖啊，你说的都没有错，这时U2没有变，P2减小了,P1也跟着减小，都是指其电流，当I2的电流减小时，I1也会跟着减小，这里的变量是指主副绕组的电流。但是I1减小的话，U2是不跟着改变的，我去上班了，晚上回来回答你。
继续昨晚的问题，你说的没有错，当主绕组I1的电流减小时，变压器铁芯内部的磁通是会发生改变，但是铁磁材料的工作是有阶段性的，当给变压器主绕组接通电源后，主绕组向铁芯提供一个电流，这个电流我们称之为励磁电流，励磁电流是不变的，除非电压发生改变时，励磁电流才会发生改变，他维持变压器的铁芯的磁通量处于一个稳定状态，即使主绕组电流继续增加或者减少，变压器内部铁芯的主磁通量依然不变（不能说不变，只能说是变化很小，基本等于不变），所以副绕组的电压也不会改变，所以改变的只有副绕组的电流，而也就是因为主磁通是不会改变的，所以限制住了二次电流的大小在一个规定范围内，我们称之为额定二次电流。关于恒定问题，我的理解为不存在输入功率等于输出功率，因为能量在转化过程中肯定是有损耗的，不可能由一种能量完全转化为另一种能量，人们只能尽量减小转化过程中的损耗，却无法完全避免，我举个例子，假设我要打开一盏灯，把电能转化为光能，那么输入功率就是电能的总功率，输出功率应该就是光能的总功率，那按理说：电能的总功率=光能的总功率，但实际上并不是这样，在把电能转化为光能的过程中，还伴随着灯泡热能和线路电阻消耗的电能，实际上：电能的总功率=光能的总功率+灯泡热能的功率+线路电阻损耗的功率。而能量守恒定律就是说，电能转化为了灯泡的光能和热能外加电阻的损耗能量，这就是一种恒定。
那我副线圈变少，I1/I2=n2/n1 ，我只要改变I2，您所说的励磁电流不就不恒定了，况且不是说I2决定I1么，那副线圈的电流就是励磁电流产生的，怎么反过来去决定？
请注意，励磁电流是一个独立的存在，他不属于此公式里的。是指变压器在接通电源的瞬间，变压器铁芯磁通由零增加至正常工作时的稳定时的磁通所的电流，当变压器正常工作时，励磁电流很小，只有主绕组电流的百分之3左右，所以磁通是恒定的，那么电压也是恒定的，至于I2改变I1，是指其能量转化的改变，人家已经给出你公式了，主绕组电压乘以电流=副绕组电压乘以电流，我又告诉你主绕组的电压不变，副绕组的电压不变，那改变副绕组电流，主绕组电流自然要变小来平衡等式两边。
励磁电流不变，来维持变压器正常工作的磁通，当你副绕组的功率发生改变时，也就是副绕组电流发生改变，副绕组电流发生改变，就是改变了把磁能转化为电能量的大小，所以主绕组的电流也要改变，把电能转化为磁场能，他增大或者减小电流来维持整个磁场的平衡，你还有什么疑惑吗？我可以告诉你，你所有的疑惑的根源是没有了解“相对”概念。励磁电流相对磁通来说是不变的，因为整个磁场的磁通是不变的。初中的物理课上应该学习过相对概念，假设有一条河，河上有一只小船顺着河水前进，船上有一个人甲站在那里，河边也有一个人乙站在那里，那么相对于甲来说，是乙动了，而相对于乙来说，是甲动了，如果岸边的乙以和船相同的速度奔跑，那么我们就可以说两者之间不存在相对运动，你理解我的意思吗？
回答者:1345wayland
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