如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电,发电机的输出功率为1kw,输电电压为250V,发电机与工厂之间距离为为400m,发电机与工厂之间两根输电导线总电阻为7.5Ω,其它导线电阻忽略不计,在该电路中灯泡的实际功率为110W,电动机线圈电阻4Ω.试求:
(1)输电效率为多少?
(2)电动机的电功率以及输出功率.
网友回答
解:(1)∵P=UI,
∴输电电流I===4A,
输电导线的热功率P热=I2R线=(4A)2×7.5Ω=120W,
用户功率,即有用功率P用=P-P热=1000W-120W=880W,
输电效率η=×100%=×100%=88%;
(2)用户电压U用=U输-IR线=250V-4A×7.5Ω=220V,
∵P=UI,
∴流过灯泡的电流IL===0.5A,
流过电动机的电流IM=I-IL=4A-0.5A=3.5A,
电动机的总功率PM总=U用IM=220V×3.5A=770W,
电动机线圈消耗的热功率PM热=IM2RM=(3.5A)2×4Ω=49W,
电动机的输出功率PM出=PM总-PM热=770W-49W=721W;
答:(1)输电效率为88%.
(2)电动机的电功率是770W,输出功率是721W.
解析分析:(1)已知输电功率及输电电压,由电功率的变形公式I=求出输电电流,由公式P=I2R求出输电导线损失的电功率,根据输电功率与导线损失的电功率求出有用功率,最后求出输电效率.
(2)由欧姆定律及串联电路的特点可以求出用户电压,由电功率的变形公式可以求出流过电动机的电流,由并联电路电流特点求出流过电动机的电流,然后由电功率公式P=I2R求出电动机线圈消耗的热功率;由电路图可知,电动机与灯泡并联,由并联电路功率规律求出电动机的功率;电动机总功率与热功率之差等于电动机的输出功率.
点评:本题考查了求输电功率、电动机总功率、电动机输出功率等问题,熟练应用串并联电路特点、电功率公式及其变形公式、知道电动机的总功率等于电动机的热功率与电动机的输出功率之和,即可正确解题.