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5分で解ける!変圧器に関する問題

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練習

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高校物理 電磁気56 練習2

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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発電所で発電された交流の電気を送電するとき、失われる電力を少なくするための工夫について述べた文です。変圧器の図を描くと、次のようになりますね。

高校物理 電磁気56 練習2 図 V→10V入れない

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左側の交流電源を発電所だと考えます。送電線の抵抗値は一定のr[Ω]としています。

入力と出力の電力は等しい

高校物理 電磁気56 練習2

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発電所で送り出した電圧をV、電流をIとします。送電線、つまり変圧器の右側に10Vで送り出すとき、電流I'はどう変化するでしょうか?

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1次コイルと2次コイルの電力は等しいので、
IV=I'×10V
の関係がありますね。したがって、送電線を流れる電流は、もとの電流の (1)1/10 倍になります。

失われるジュール熱はI2R

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電流I'が送り込まれた送電線では、抵抗で発生したジュール熱の分だけ電力が失われます。 抵抗で発生するジュール熱 は、 P'=I'V=I'2r で求められるので、
P'=(I/10)2×I2r=(1/100)×I2r
したがって、熱として失われる電力は、もとの電流を流した場合の (2)1/100 倍になります。

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