Question

風力發電機其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發電機等。（1）利用總電阻R＝10Ω的線路向外輸送風力發電機產生的電能。輸送功率P₀＝300kW，輸出電壓U＝10kV，
求（1）導線上損失的功率與輸送功率的比值；
（2）風輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發電機可接受風能的面積。設空氣密度為ρ，氣流速度為v，風輪機葉片長度為r。求單位時間內流向風輪機的最大風能P_m；
（3）在風速和葉片數確定的情況下，要提高風輪機單位時間接受的風能，簡述可采取的措施。

Answer 1

（1）0.03（2）πρr2v3（3）增加風輪機葉片長度，安裝調向裝置保持風輪機正面迎風等

本題考查電功率與電磁感應定律的應用
(1)導線上損失的功率為P＝I2R＝2R＝9kW………………（2分）
損失的功率與輸送功率的比值＝0.03…………………………（2分）
(2)風垂直流向風輪機，提供的風能功率最大．單位時間內垂直流向葉片旋轉面積的氣體質量為ρvS，S＝πr2，風能的最大功率可表示為Pm＝ (ρvS)v2＝πρr2v3………………（3分）
（3）采取措施合理，如增加風輪機葉片長度，安裝調向裝置保持風輪機正面迎風等．（只要說出一點均酌情給分）………………………………………………………………（3分）