有一个瀑布,每分钟有50m3的水从40m高处落下,政府想利用它建设一个小型水电站为附近的一个居民楼供电,如图是供电设备向居民楼用户输电的示意图.若水流做功有48%须保证为220V,居民

时间:2024-04-30 12:42:31 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

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有一个瀑布,每分钟有50m3的水从40m高处落下,政府想利用它建设一个小型水电站为附近的一个居民楼供电,如图是供电设备向居民楼用户输电的示意图.若水流做功有48%须保证为220V,居民楼内消耗的总功率为88kW(g=10N/kg)
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(1)供电设备的输出电压是多少伏?
(2)输电线的总电阻是多少?

最佳答案

(1)由ρ=

m
V
可得,每分钟落下水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×50m3=5×104kg,
1分钟水流做的功:
W1=Gh=mgh=5×104kg×10N/kg×40m=2×107J,
水流做功获得的电能:
W2=W1η=2×107J×48%=9.6×106J,
输电功率:
P=
W2
t
=
9.6×106J
60s
=1.6×105W,
由P=UI可得,输电电流:
I=
P用户
U用户
=
88×103W
220V
=400A,
则输电电压:
U输=
P
I
=
1.6×105W
400A
=400V;
(2)输电线上损失的功率:
P损=P-P用户=1.6×105W-8.8×104W=7.2×104W
由P=I2R可得,输电线的电阻:
R=
P损
I2
=
7.2×104W
(400A)2
=0.45Ω.
答:(1)供电设备的输出电压是400V;
(2)输电线的总电阻是0.45Ω.

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