15交流電,遠距離輸電

1、5電能的輸送一、遠距離輸電電路中的各種關系某發(fā)電站向遠處送電的示意圖如圖2所示，其中各部分的物理量已在圖上標注，在這個電路中包括三個做題技巧：輸電電壓是指？高壓輸電的電壓匝數(shù)和電壓電流還是成正比反比損失功率，損失電壓的求法，損失功率和損失電壓和其他物理量的關系用戶電阻變小什么物理量怎么變，什么物理量不變理解題意，用題中的條件結合學過的知識去解答(1)功率關系:(2)電壓關系:Ui=QiU2n2U3n3忒=苔，a.回路.圖2圖2圖2發(fā)電站遠距離輸電過程的幾個基本關系:2Pl=P2,P2=P一線+P3,P3=P4,P線=I2AU=I2R.(3)電流關系：nili=nl2，即|2=點必13=財4，即

2、艾12=號=M=言.一、輸電線上功率損失的計算輸電線路上的功率損失，主要是輸電線電阻發(fā)熱造成的損失.常用計算公式：(1) P=I2R其中I為輸電線路上的電流.(2) E=AUI,其中AU為輸電線上的電壓損失AU=IR.(3) 減少電壓、功率損失的方法： 減小電阻：由R=p*可知，距離l一定時，使用電阻率小的材料，增大導體橫截面積可減小電阻.S提高輸送電壓：由P=UI可知，當輸送功率一定時，升高電壓可以減小電流,即采用高壓輸電.(多選)1遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓升高為原來的n倍，關于輸電線上的電壓損失和功率損失正確的是(不考慮電抗產(chǎn)生的損失)，一，1，一，1A.功率損失是原來的-

3、B.功率損失是原來的普，1一，、C.電壓損失是原來的-D.電壓損失是原來的n倍中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設甲、乙兩地原來用500kV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1000kV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)镻PA.-B."2C.2PD.4P輸電導線的總電阻為R,輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為.A.U1：U2B.U12：U22C.U22：U12D.U2：U1輸電線路的總電阻為R,發(fā)電站輸出功率為P,輸

4、電電壓為U,則用戶得到的功率為.P2A.PB.P-(-)R2CP-玲D.(U)2R(多選)如圖5為遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓U和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變,且n：n2=n4:山.當用戶用電器的總電阻減少時I初凌m器A. 用戶的總電流和電阻r的電流(輸電電流)都變大B. 用戶的電壓U4增加所以由?=i2r，得電阻變?yōu)閚分之一，損失的功率變?yōu)閚分之一，但是電壓變?yōu)閚倍或者電流變?yōu)閚分之一(可以通過調(diào)整匝數(shù)比)，損失的功率變?yōu)閚方分之一倍C. 輸電線上的損失功率增大用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率6.（2012天津高考）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

5、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P,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Pi和#分別為.P1損耗的功率（”=i2r）增大，選項c正確；輸電線上損耗的功率沖=i2r=S但輸電線上損耗的功率APR占總功率的比例聲=/輸，選項D正確.-8.如圖3所示為遠距離高壓輸電的示意圖.關于遠距離輸電，下列表述正確的是遠盹直成壓PR1P2_1A.kU，nB.(ki?R，nPR1P2-1c.kUrnD.(ki?R，2n答案：D圖3解析：當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，U=kU,此時輸電線上的電流I=片，線路損耗的功率PkUcP2RP2R

6、F2=R=二U，當匝數(shù)比為nk時，線路損耗的功率p2=飛礦'則FF'D選項正確。-7.（多選）在如圖6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（）升玉您Mi器降壓變匝器圖6升壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大輸電線上損耗的功率增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大答案CDA.增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小高壓輸電必須綜合考慮各種因素，

7、不一定是電壓越高越好答案ABD解析依據(jù)輸電原理，電路中的功率損耗?=I2R線，而R線=$,'增大輸電導線的橫截面積，可減小輸S電線的電阻，從而能夠減小輸電過程中的電能損失，選項A正確；由P輸=UI知，在輸送功率P輸一定的情況下，輸送電壓U越大，則輸電電流I越小，則電路中的功率損耗越小，選項B正確；若輸送電壓一定，輸送功率P輸越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，選項C錯誤；因為輸電電壓越高，對于安全和技術的要求也越高，因此并不是輸電電壓越高越好，高壓輸電必須綜合考慮各種因素，選項D正確.解析發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的輸入電壓不變，輸出電壓不變，選項A錯誤；隨著發(fā)電廠輸出功

8、率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損失的電壓（出=IR）增大，降壓變壓器的輸入電壓減小,9.風力發(fā)電作為新型環(huán)保能源，近年來得到了快速發(fā)展，如圖6所示的風車陣中發(fā)電機輸出功率為100kW,輸出電壓是250V,用戶需要的電壓是220V,輸電線總電阻為10Q若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%,試求：降壓變壓器的輸出電壓減小，選項B錯誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上分之幾?(1) 畫出此輸電線路的示意圖；在輸電線路中設置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比;用戶得到的電功率.答案(1)見解析圖(2)1:20240:11(3)96kW解析(1)如圖所示1答案(1)250

9、0A(2)1.25X108W-'4(3)1000A2X107W土8解析(1)由P=UI得I=-=2x105V=2500A(2)輸電線損失的功率P損=px4%=100kWX4%=4kW.輸電線電流2P損I2=34X1010A=20A.升壓變壓器輸出電壓3U2=p=V=5X103V.I220升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比:(2)輸電線上損失的功率AP=I22r=25002x2X10W=1.25X108W沖1.25X108W1-5X108W=4P5X108Wj=5x105V=1000A損失功率與輸出功率之比為p(3)將電壓升高至50萬伏時，I輸電線上損失的功率AP'=I22r=10002

10、X2X10W=2X107w損失功率與輸出功率之比為2X107W_1_P5108W25.11.(14分)一臺小型發(fā)電機的最大輸出功率為100kW，輸出電壓恒為500V，現(xiàn)用電阻率為1.8X108Q-ip橫截面積為105m2的輸電線向4X103m遠處的用戶輸電，要使發(fā)電機滿負荷運行時，輸電線上的損失功率不得超過發(fā)電機總功率的4%,求:(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?如果用戶用電器的額定電壓為220V,那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?n1U1250V1n2U25000V20.電壓損失U損=I2R線=20X10V=200V.(3)想一想，當深夜接入電路的用電器減少

11、時，用電器兩端的電壓是大于、小于還是等于220V?若用電器電路中電流為100A,求此時用電器兩端的電壓數(shù)值.降壓變壓器原線圈兩端電壓答案(1)1:12(2)288:11(3)大于220V227V解析(1)輸電要用兩根導線，則輸電線的電阻為U3=U2U損=4800V.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比D3山4800V240=n4U4220V11.(3)用戶得到的電功率P用=PP損=96kW.10三峽電站某機組輸出的電功率為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？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？它占輸出功率的幾分之幾?若將電壓升高至50萬伏，輸

12、電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的幾32l82X4X10r=底=1.8X108X亍q=14.4QS10由題意知P損=PX4%=(U)2r代入數(shù)據(jù)得U2=6000V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比旦=以=500Vn2U26000V12'50、，U損=I2r=-X14.4V=240V3而U3=U2U損=6000V240V=5760Vns=蟲=5760V=288nU4220V11降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為288：11.(3)用電器總數(shù)減少時，用電器兩端電壓將增大由題知I4'=100A則由J=史=288I3n411-275所以i3=275275U損=I3r=772X14.4V=55V而5、U2不變U3=U2U損=(6000-55)V=5945VU3n3，n4U4=神3，n4U4=神3=.U4M11=X5945VQ227V.2888.12.一臺小型發(fā)電機的最大輸出功率為100kW，輸出電壓怛為500V,現(xiàn)用電阻率為1.810Qm橫截面積為105m2的輸電線向4刈0