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如图所示,学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器匝数比为n1:n2=1:4,降压变压器的匝数比为n3:n4=4:1,输电线总电阻为R线=4Ω,全校有22间教室,每间教室安装“220V  40W”的电灯6盏,要求所有的电灯都正常发光,求:
(1)输电线上损耗的电功率P多大?
(2)发电机的电动势E多大?
【答案】分析:通过理想升压变压器T1将电送到用户附近,然后用理想降压变压器T2向远处用户供电家中.提升电压的目的是降低线路的功率损失,从而提高用户得到的功率.由教室获得的功率与正常发光的电压可求得,线路上的损失电压.再功率可算出输电上的电阻.由理想变压器的变压比与变流比可求出发电机的电动势.
解答:解:(1)所有电灯正常发光时消耗的功率为  P=40×22×6W=5280W=P4           
由于灯正常发光时,降压变压器副线圈两端电压U4=220V,
所以降压变压器原线圈两端电压  U3= 
解得:U4=V=880V                        
两变压器之间输电线上的电流为  I线=A=6A             
输电线上损失的功率  P=I线2R=62×4W=144W                       
(2)升压变压器副线圈两端电压  U2=U3+U=(880+24)V=904V               
升压变压器原线圈两端电压  U1=U2=V=226V                   
升压变压器原线圈中的电流  I1=I线=A=24A                      
发电机内阻上的电压  Ur=I1r=24V                                     
发电机的电动势  E=U1+Ur=226V+24V=250V
点评:理想变压器的输入功率与输出功率相等,且没有漏磁现象.远距离输电,由于导线通电发热导致能量损失,所以通过提高输送电压,从而实现降低电损.输电线上的损失功率与其电流的平方成正比,而与输电线两端的电压的平方成反比.
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(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?

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