Question

在如圖甲所示儲能電站中，蓄水池A中的水通過管道B推動水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。用電低峰時潛水泵把水從D池抽到A池。圖乙是儲能發(fā)電控制原理圖，水流接口與圖甲中的管道B的最低點接通。白天光控開關(guān)閉合，當(dāng)水的壓強大于ρh₂g時彈簧推動開關(guān)K使1和2兩點接通，在電磁繼電器作用下觸點3與5接通，電動水閘M打開，水流通過管道B推動發(fā)電機工作，夜晚光控開關(guān)斷開或白天水壓不足以推動開關(guān)K時，電動水閘M關(guān)閉，發(fā)電機停止工作。
（1）發(fā)電機發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化是_______________。
（2）請完成乙圖的電路連接。
（3）若圓柱形儲水池A的半徑為R，如圖甲所示，0點為整池水的重心，A池的頂部距最低點B的距離為H，OB兩點距離為h₁，池底與B點的距離為h₂，若發(fā)電機的效率為80%，A池裝滿一池水時，該發(fā)電設(shè)備一次能發(fā)多少電能?若一次發(fā)電時間為t，則發(fā)電機的發(fā)電功率為多少?（忽略水管直徑和發(fā)電機的大小，要求寫出推導(dǎo)過程，不要求代入具體數(shù)據(jù)計算）。

Answer 1

（1）機械能轉(zhuǎn)化為電能

（2）

（3）
裝滿一池水的重力做功W=Gh₁=mgh₁=ρ_水Vgh1 =ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
設(shè)備一次發(fā)電量W_電=W×80％=0.8ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
發(fā)電機的電功率
W_電=2.51×10⁴R²（H-h2）h₁；
。