高中物理遠距離輸電.doc

第四節(jié) 遠距離輸電一、 輸電過程(如圖所示)二、輸送電流(1)I；(2)I.三、輸電導(dǎo)線上的能量損失和電壓損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達式為QI2Rt.1、電壓損失 ：(1)UUU；(2)UIR.2、 功率損失：(1)PPP；(2)PI2R()2R3、 降低輸電損耗的兩個途徑(1)減小輸電線的電阻，由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線的橫截面積(2)減小輸電導(dǎo)線中的輸電電流，由PUI可知，當輸送功率一定時，提高輸電電壓，可以減小輸電電流四、 遠距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機升壓變壓器遠距離輸電線降壓變壓器用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機”的順序一步一步進行分析五、 遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖為例)(1)功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損P3.(2)電壓、電流關(guān)系：，U2UU3，I2I3I線(3)輸電電流：I線.(4)輸電線上損耗的電功率：P損I線UIR線()2R線在遠距離輸電問題中，計算線路功率的損耗時應(yīng)用P損IR線，其原因是I線可以由公式P輸入I線U輸入求出，而P損U線I線和P損則不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易將U線和U輸入相混而造成錯誤典例分析：例1、中國已投產(chǎn)運行的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，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，不考慮其他因素的影響則()A送電電流變?yōu)樵瓉淼?倍 B輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?D輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼睦?、在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為，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，則下列關(guān)系式中正確的是()AP BP CP用P DP用P(1)例3、遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失的說法中，正確的是()A輸電線上的電功率損失是原來的1/n； B輸電線上的電功率損失是原來的1/n2；C輸電線上的電壓損失是原來的1/n； D輸電線上的電壓損失是原來的n倍例4、在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，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( )A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例5、一座小型發(fā)電站的輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是5 .(1)若輸電電壓是400 V，輸電線路損耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，用戶得到的電壓是多少？例6、一臺發(fā)電機輸出的電功率為100kw，輸出電壓為250v，先欲向遠處輸電，若輸電線總電阻為8，要求輸電時輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，要向用戶輸送200v電壓，求：（1）試畫出這次輸電線路的示意圖；（2）輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比分別是多少？（3）用戶得到的電功率是多少？課堂針對練習：1、在遠距離輸電中，當輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么()A輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比2、通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為()A.， B()2R， C.， D()2R，3、某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為R，則下列說法中正確的是（ ）A. 據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的1/20B. 據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍C. 據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的1/400D. 據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍4、為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P；除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(認為輸電功率和輸電線電阻不變)()A輸電電流為3I B輸電電流為9I C輸電電壓為3U D輸電電壓為U5、有一臺內(nèi)阻為的發(fā)電機，供給一個學校用電，升壓變壓器的匝數(shù)比，降壓變壓器的匝數(shù)比，輸電線總電阻是，全校共有22個教室，每個教室有“220V 40W”的電燈6盞，若要保證全部電燈正常發(fā)光，則：（1）發(fā)電機的輸出功率應(yīng)是多大？（2）發(fā)電機的電動勢是多大？（3）輸電效率是多大？6、在離用電單位的較遠處建了一座小型的水電站，發(fā)電機輸出功率為5kW，輸出電壓為220V，輸電線的電阻，允許輸電線路損耗功率為輸送功率的6%，用電單位所需的電壓為220V，根據(jù)上述條件：（1）畫出供電的電路示意圖；（2）計算所用的升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？（設(shè)變壓器為理想變壓器）課后鞏固練習：1、關(guān)于減小遠距離輸電線上的功率損耗，下列說法正確的是()A由功率PU2/R，應(yīng)降低輸電電壓，增大導(dǎo)線電阻B由PIU，應(yīng)低電壓小電流輸電C由PI2R，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻或減小輸電電流D上述說法均不對2、一小水電站，輸出的電功率為20kW，輸電線總電阻為，如果先用400V電壓輸送，后又改用2000V電壓輸送，則輸送電壓提高后，輸電導(dǎo)線上損失的電功率的變化情況是（ ） A. 減小50W B. 減少1200W C. 減少W D. 增大W3、發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過輸電導(dǎo)線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項表示輸電導(dǎo)線上損耗的功率的是()A. B. CI2R DI(U1U2)4遠距離輸電，原來用電壓U0輸電，在輸電線上損失的電功率為P0，現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的1/10，則輸電電壓應(yīng)為()A100 U0 B. U0 CU0/10 DU0/1005、水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 kW，若以1100 V送電，則線路損失為10 kW，若以3300 V送電，則線路損失可降為()A3.3 kW B1.1 kW C30 kW D11 kW6、某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是()A輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻7、某交流發(fā)電機輸出功率為5105 W，輸出電壓為U=1.0103 V，假如輸電線的總電阻R=10，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380V. (1)畫出輸電線路的示意圖（標明各部分的符號） （2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）8、小型水