高考物理模型遠(yuǎn)距輸電主要包括:
1. 升壓變壓器-高壓輸電模型:為了減小輸電線路上的電流,提高輸電效率,需要提高輸送電壓,這時(shí)需要使用升壓變壓器。
2. 降壓變壓器-低壓輸電模型:升壓后的電能需要傳送到目的地時(shí),需要將電壓降低,以便使用,這時(shí)需要使用降壓變壓器。
此外,還有輸電線的模型,包括輸電線中的電流、輸電線上的功率、輸電線上的電壓損失等知識點(diǎn)。在遠(yuǎn)距輸電中,發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、高壓輸電線路、降壓變壓器、低壓輸電線路及負(fù)載組成了一個(gè)完整的輸電系統(tǒng)。
題目:某發(fā)電站通過遠(yuǎn)距離輸電給用戶供電,輸電線的總電阻為R,輸送的電功率為P,輸電電壓為U,求輸電線上損失的電壓和輸電線上的電流。
解析:根據(jù)輸電功率和輸電電壓的關(guān)系,可得到輸電電流:
I = P / U
根據(jù)輸電線上的功率損耗公式:
P損 = I2R
其中,P損為輸電線上損失的功率,I為輸電電流,R為輸電線的總電阻。
將I代入P損公式中,得到:
P損 = (P/U)2R
由于輸電線上的功率損耗轉(zhuǎn)化為熱量,因此用戶得到的功率為輸送功率減去損失功率:
P用 = P - P損
根據(jù)用戶得到的功率和輸電電壓的關(guān)系,可得到用戶得到的電壓:
U用 = U - I(R+r)
其中,r為輸電線上的電壓降。
將上述公式代入用戶得到的功率公式中,得到:
P用 = (P/U) × (U-I(R+r))
將I代入上式中,得到:
P用 = P × (1 - (R/U)2)
其中,R為輸電線的總電阻。
答案:輸電線上損失的電壓為:ΔU = IR = (PR/U) - R 輸電線上的電流為:I = P/U 用戶得到的電壓為:U用 = U - ΔU - r = U - (PR/U) - r 用戶得到的功率為:P用 = P - P損 = P - (P/U)2R = P × (1 - (R/U)2)。