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MC1-0849-若一部业余无线电台的工作电压为交流 220 伏,FM 方式的射频输出功率为 N 瓦,电源效 率约为 80%,则发射时的工作电流约为

MC1-0849 问工作电压交流二百二十伏、调频输出功率 N 瓦、电源效率约八成时发射的工作电流。输入功率是 N 除以零点八得一点二五 N 瓦,除以二百二十伏得零点零零五七乘 N 安。效率是除数不是乘数,与功率成反比的选项和把效率方向弄反的选项都不成立。

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【题目编号】MC1-0849

【题目】若一部业余无线电台的工作电压为交流 220 伏,FM 方式的射频输出功率为 N 瓦,电源效 率约为 80%,则发射时的工作电流约为:

【答案】A

[A]0.0057×N(安)

[B]220×N(安)

[C]200/N×80%(安)

[D]0.0036×N(安)

考点速览

这道题由输出功率和效率反推交流供电侧的电流。路径只有两步:先用效率算出电源输入功率,再用功率、电压、电流三者的关系算出电流。数值本身不难,难点在效率该乘还是该除、交流电压用哪个值。选项里既有量纲离谱的,也有只差一个效率方向的,算准第二次除法就能定案。

交流侧的功率公式怎么用

在直流电路里,功率等于电压乘电流。在交流电路里,电压和电流都用有效值,功率指的是有功功率时,同样的公式依然成立,这就是有效值这个概念的用处:它把交流电折算成产生同样热效应的直流等效值。家用插座标称的二百二十伏就是有效值,峰值约为三百一十一伏,计算功率与电流时用有效值,不用峰值。

严格一点说,交流侧还有功率因数的问题。开关电源带功率因数校正时,功率因数接近一;不带校正时,视在功率会大于有功功率,电流也要更大一些。题目按理想情况处理,把效率算出来的输入功率直接当作有功功率,用电压相除即可,这层简化在估算题里是通行的做法。

效率在分母上,不在分子上

射频输出功率是 N 瓦,电源效率约八成,电源提供的功率就是 N 除以零点八,得一点二五 N 瓦。理由很直白:电源送进去的电能有一部分在功放管、电源变换电路里变成了热,输出必然小于输入。要还原输入,只能除以效率。

电流等于功率除以电压,即一点二五 N 瓦除以二百二十伏,得零点零零五六八 N 安,约等于零点零零五七 N 安。选项 A 就是这个数。拿额定输出一百瓦代入,电流约零点五七安,输入功率约一百二十五瓦,与日常经验相符:二百二十伏供电的百瓦短波电台,交流侧电流通常在一安以内。

逐项辨析

选项 A 正确。一点二五 N 瓦除以二百二十伏得零点零零五六八 N 安,四舍五入为零点零零五七 N 安,量纲、方向、数量级都对。

选项 B 错误。二百二十乘 N 把电压和功率直接相乘,量纲上既不是电流也不是功率,毫无物理意义;按这个式子,功率越大电流越大得离谱,明显不成立。

选项 C 错误。二百除以 N 再乘百分之八十,把电流与功率的关系写反了。功率翻倍,这个式子算出的电流反而减半,与功率等于电压乘电流的基本关系相悖。何况系数用的是二百而不是二百二十,与题干给的电压也不一致。

选项 D 错误。零点零零三六乘 N 等于用 N 乘零点八再除以二百二十,也就是把效率乘在了分子上,方向与正确做法相反。效率越低,输入功率应当越大,这个式子却让结果变小,算出的电流只有正确值的约零点六四倍。

交流与直流供电的差别

同一台发射机,用二百二十伏交流供电时电流在零点几安的量级,用十三点八伏直流供电时电流却要大得多,因为功率不变而电压低了一个数量级,电流必然大一个数量级。交流侧还要多一层变换损耗,电源适配器或开关电源本身的效率往往在八成到九成之间,整机从插座算起的耗电比从直流端算起的还要多一些。估算电费或者挑选插座容量时,用交流侧的电流;估算电源和引线时,用直流侧的电流。

应试要点

两步换算记牢:输出功率除以效率得输入功率,输入功率除以电压得电流。交流二百二十伏用有效值,效率在分母上。零点零零五七乘 N 是这道题的结论,碰到与功率成反比或者让效率乘在分子上的选项,直接排除。

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