《電能的輸送》導(dǎo)學(xué)案1.doc

電能的輸送導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.理解輸電線上電能的損失與哪些因素有關(guān).2.理解減小電能損失的兩個(gè)途徑以及高壓輸電的原理.3.知道遠(yuǎn)距離輸電的典型電路，并能利用變壓器和電路的規(guī)律解決實(shí)際問題1電阻定律：在溫度不變時(shí)，同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成 ，與它的橫截面積S成 ，導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)，即R.2電功率P ，熱功率P .3理想變壓器原、副線圈的三個(gè)關(guān)系：P原 ，.一、電能輸送中的電壓損失和電能損耗1如圖1所示，U損 ，P損 .圖12無論是為減小電壓損失還是減小能量損耗，都要求使用 送電二、遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用 變壓器 ，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過 變壓器降到所需的電壓三、直流輸電當(dāng)交流輸電功率很大時(shí)， 、 引起的電壓及 損失很大，所以現(xiàn)在有些大功率輸電線路已經(jīng)開始采用直流輸電現(xiàn)代的直流輸電，只是在 這個(gè)環(huán)節(jié)中使用直流一、電能輸送中的電壓損失和電能損耗問題設(shè)計(jì)如圖2所示，假定輸電線路中的電流是I，兩條導(dǎo)線的總電阻是r，在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫為r，輸送功率為P，發(fā)電廠輸出的電壓為U.那么：圖2(1)遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？(2)輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低輸電損耗的兩個(gè)途徑是什么？(3)為什么遠(yuǎn)距離輸電必須用高壓呢？要點(diǎn)提煉輸電線上的電壓損失和功率損失(設(shè)輸電線上電阻為R，電流為I)1電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U的差值UUUIR.2功率損失(1)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率PI2R.(2)若輸電線上損失的電壓為U，則功率損失還可以表示為P，P .3減小電壓、功率損失的方法(1)減小輸電線的電阻由R可知，距離l一定時(shí)，使用電阻率小的材料， 導(dǎo)體橫截面積可減小電阻(2)減小輸電電流I由PUI可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，升高電壓可以減小電流二、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系問題設(shè)計(jì)某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖3所示，其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注，在這個(gè)電路中包括三個(gè)回路圖3(1)結(jié)合閉合電路的知識(shí)，分別分析三個(gè)回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機(jī)內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計(jì))(2)每個(gè)變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系？要點(diǎn)提煉遠(yuǎn)距離輸電問題的分析1解決遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí)，應(yīng)首先畫出輸電的電路圖，參考圖3，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置2分析三個(gè)回路，在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源3綜合運(yùn)用下面三方面的知識(shí)求解(1)能量守恒：PU1I1U2I2P用戶 PIRP用戶U3I3U4I4.(2)電路知識(shí)：U2 U3UI2R(3)變壓器知識(shí)：.其中PI2R，UI2R往往是解題的切入點(diǎn)一、輸電線上功率損失的計(jì)算例1三峽電站某機(jī)組輸出的電功率為50萬千瓦(1)若輸出的電壓為20萬伏，則輸電線上的電流為多少？ (2)某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它占輸出功率的比例是多少？(3)若將電壓升高至50萬伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的比例是多少？二、遠(yuǎn)距離輸電問題例2發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220 V，輸出功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為110的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶，則：(1)畫出全過程的線路示意圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接將電送到用戶，求用戶得到的電壓和功率1(輸電線上功率損失的計(jì)算)中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?)A. B. C2P D4P2(輸電線上功率損失的計(jì)算)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸送電壓為U，所用導(dǎo)線的電阻率為，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P、P用的關(guān)系式正確的是 ()AP BPCP用P DP用P(1)3(遠(yuǎn)距離輸電問題)在如圖4所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()圖4A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大4(遠(yuǎn)距離輸電問題)某小型水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功率為10