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如图所示,是供电设备向居民楼用户输电的示意图.为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证220V.当居民楼内消耗的功率为44kW的时候,(1)通
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如图所示,是供电设备向居民楼用户输电的示意图.为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证220V.当居民楼内消耗的功率为44kW的时候,
(1)通过输电线的电流为多少?
(2)若输电线的总电阻为0.1Ω,供电设备的输出电压是多少?
(3)居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部门申请“增容”,即增加用电功率.当居民的用电器的额定功率由44kW增加到88kW,所有用电器均在正常工作时,输电线损失的功率比“增容”前增加了多少?
(4)若要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施.
(1)通过输电线的电流为多少?
(2)若输电线的总电阻为0.1Ω,供电设备的输出电压是多少?
(3)居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部门申请“增容”,即增加用电功率.当居民的用电器的额定功率由44kW增加到88kW,所有用电器均在正常工作时,输电线损失的功率比“增容”前增加了多少?
(4)若要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施.
▼优质解答
答案和解析
①通过输电线的电流为:I1=
=
=200A.
答:电流是200A.
②输电线分担的电压:U2=IR=200A×0.1Ω=20V.
供电设备的输出电压:U=U1+U2=220V+20V=240V.
答:供电设备的输出电压240V.
③增容后输电线中电流:I2=
=
=400A,
P损2=I22R=(400A)2×0.1Ω=16000W
增容前输电线损失的功率:P损1=I12R=(200A)2×0.1Ω=4000W
输电线损失的功率比“增容”前增加了:△P损=16000W-4000W=12000W
答:输电线损失的功率比“增容”前增加了12000W.
④由P损=I2R线可知,导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关.减小输电线损失的电功率时,为保障用户的用电器正常工作,I不能减小,只能减小R线.R线随导线长度的变短而变小,随横截面积变大而变小,还跟材料有关.因居民楼到供电设备间距离不能变短,所以导线的长度不能变小,减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料(例如:铝线换成铜线),从而达到减小输电线损失的功率的目的.
P1 |
U1 |
44000W |
220V |
答:电流是200A.
②输电线分担的电压:U2=IR=200A×0.1Ω=20V.
供电设备的输出电压:U=U1+U2=220V+20V=240V.
答:供电设备的输出电压240V.
③增容后输电线中电流:I2=
P2 |
U1 |
88000W |
220V |
P损2=I22R=(400A)2×0.1Ω=16000W
增容前输电线损失的功率:P损1=I12R=(200A)2×0.1Ω=4000W
输电线损失的功率比“增容”前增加了:△P损=16000W-4000W=12000W
答:输电线损失的功率比“增容”前增加了12000W.
④由P损=I2R线可知,导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关.减小输电线损失的电功率时,为保障用户的用电器正常工作,I不能减小,只能减小R线.R线随导线长度的变短而变小,随横截面积变大而变小,还跟材料有关.因居民楼到供电设备间距离不能变短,所以导线的长度不能变小,减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料(例如:铝线换成铜线),从而达到减小输电线损失的功率的目的.
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