電能的傳輸 4　電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用

1、3電能的傳輸4電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道電能輸送過程中引起損耗的原因.2.知道減小線路損耗的方法(難點(diǎn))3.會(huì)計(jì)算電能的損耗(難點(diǎn))4.知道變壓器的工作原理及電壓與匝數(shù)的關(guān)系，并能夠進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算(重點(diǎn))5.了解電能與其他形式的能之間可以相互轉(zhuǎn)化.高 壓 輸 電1輸電線路上的熱損耗：QI2Rt.2高壓輸電的原因輸送功率一定PUI，提高輸送電壓U，則可以減小線路上的電流，從而使線路上損耗的功率大幅度減小1輸電線路存在電阻，就一定會(huì)有電能的損耗()2減小輸電損耗的最好方法是提高輸電電壓()3電能的損耗受電流的影響比受電阻的影響更為顯著()電能輸送中，U為輸電電壓，r為輸電

2、線電阻，則輸電線中電流為I對(duì)不對(duì)，為什么？【提示】不對(duì)，因?yàn)閁是輸電電壓，而不是輸電線上損失的電壓U，輸電線中電流應(yīng)為I.1采用高壓輸電的原因線路中的電阻是要消耗電能，線路的電阻越大，流過線路的電流越大，線路中的損耗就越多，減小線路上功率損失的方法有兩個(gè)途徑：第一，減小輸電導(dǎo)線上的電阻R.據(jù)R知，在實(shí)際輸電線路中，輸電導(dǎo)線的長(zhǎng)度不能減小，可以用電阻率小的導(dǎo)體材料，像銅和鋁等金、銀屬貴重金屬，做輸電導(dǎo)線就不現(xiàn)實(shí)了，但在大規(guī)模集成電路里是要用這種金屬導(dǎo)體的，最后一點(diǎn)是增大導(dǎo)體的橫截面積，這又給架線工作帶來困難，同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量的金屬材料第二，減小輸電電流I，根據(jù)公式I知，要減小電流，減小輸送功率是

3、錯(cuò)誤的選擇，你的目的就是輸送電能再就是在提高電壓上做文章，在輸送功率一定、輸電線電阻一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，根據(jù)公式P損()2R可以推算，輸電線上的功率損失將降為原來的.根據(jù)以上分析，采用高電壓輸電是減小輸電線上功率損耗最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施2遠(yuǎn)距離輸電過程的示意圖如圖3­3­1所示理想變壓器P1P2，P3P4，P2P3P耗圖3­3­13幾個(gè)常用的關(guān)系式(1)電流關(guān)系：，I2I3，.(2)電壓關(guān)系：U2I2R線U3，其中n1、n2、n3、n4分別表示升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)(3)功率關(guān)系：P1P2，P2P線耗P

4、3，P3P4，P4P1P線耗，P線耗IR線1(多選)遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電，我國(guó)正在研究用比330 kV高得多的電壓進(jìn)行輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是()A可節(jié)省輸電線的銅材料B可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C可減少輸電線上的能量損失D可加快輸電的速度【解析】在保證功率不變的情況下，提升電壓的目的就是降低輸電電流，從而可以減少送電損失，并能節(jié)省電線材料【答案】AC2(多選)遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電已建成750 kV線路，采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)()A可以提高輸電的效率B可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C可減少輸電線上的能量損耗D可以減少輸電的時(shí)間【解析】遠(yuǎn)距離輸電過程中，由于電流的熱效應(yīng)，輸電線上

5、發(fā)生熱損耗，根據(jù)焦耳定律，損耗功率P損I2R()2R，式中P為輸電功率，U為輸電電壓，R為輸電線電阻，在P、R不變時(shí)，P損()2，所以采用高壓輸電可減少輸電線上的能量損耗，提高輸電的效率，A、C正確【答案】AC3(多選)某電站向遠(yuǎn)處輸送一定功率的電能，則下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18792036】A輸電線不變，將送電電壓升高到原來的10倍時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的B輸電線不變，將送電電壓升高到原來的10倍時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的C送電電壓不變，將輸電線的電阻減半時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的一半D送電電壓不變，將輸電線的電阻減半時(shí)，輸電線損耗的功率增為原來的4倍【解析】輸電線

6、上功率損失P損I2R線()2R線，則R線、P一定時(shí)，U升高到原來的10倍，P損減為原來的，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對(duì)P、U一定時(shí)，P損與R線成正比，R線減半，P損也減半，故C對(duì)，D錯(cuò)故選BC.【答案】BC在分析這類問題時(shí)，要注意輸送功率一定時(shí)，電壓、電流、電阻和功率的關(guān)系.變 壓 器 、 電 能 的 轉(zhuǎn) 化 1變壓器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成與電源相連的線圈叫原電圈，也叫初級(jí)線圈，與負(fù)載相連的線圈叫副線圈，也叫次級(jí)線圈2變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)3變壓器兩端的電壓變壓器原副線圈兩端的電壓與其匝數(shù)成正比，即.n2>n1這種變壓器稱為升壓變壓器n2<n1這種變壓器稱為降壓變壓

7、器4低壓用電高壓用電很不安全，所以終端用戶必須經(jīng)過降壓變壓器把電壓降下來工農(nóng)業(yè)用電中多采用380_V或者220_V的電壓，生活用電一般采用220 V的電壓5電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能、內(nèi)能、光能、聲能、電磁能等1變壓器不但能改變交流電壓，也能改變直流電壓(×)2變壓器的原理是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈輸出的電流是原線圈電流的感應(yīng)電流()3變壓器副線圈匝數(shù)多，則副線圈的電壓高()變壓器為何不能改變恒定直流電壓？【提示】變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感產(chǎn)電動(dòng)勢(shì)的條件是磁通量發(fā)生變化，恒定直流電的磁場(chǎng)不變，故變壓器不能改變恒定直流電壓1理想變壓器：不計(jì)變壓器線圈的熱損失和

8、鐵芯發(fā)熱損失的能量，變壓器副線圈提供給用電器的電功率等于發(fā)電機(jī)提供給原線圈的電功率2理想變壓器的磁通量全部集中在鐵芯內(nèi)，穿過原、副線圈的磁通量相同，穿過每匝線圈的磁通量的變化率也相同，因此每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，原、副線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和原、副線圈的匝數(shù)成正比在線圈電阻不計(jì)時(shí)，線圈兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì)所以變壓器原、副線圈的兩端電壓與匝數(shù)成正比3升壓變壓器和降壓變壓器：由變壓器公式，當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多時(shí)，副線圈兩端電壓高于原線圈兩端電壓，則變壓器為升壓變壓器；當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)多，副線圈匝數(shù)少時(shí)，副線圈兩端電壓低于原線圈兩端電壓，則變壓器為降壓變壓器4規(guī)律：理想變壓器中，原、副

9、線圈兩端的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比.理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，P入P出，即U1I1U2I2.因此，原、副線圈中的電流之比等于匝數(shù)的反比.4如圖3­3­2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31，副線圈接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光，原線圈上串聯(lián)一相同的燈泡A，則() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18792037】圖3­3­2A燈A也能正常發(fā)光B燈A將會(huì)燒壞C燈A比另三個(gè)燈都暗D不能確定【解析】原線圈、副線圈電流之比，I1，副線圈中通過每燈的電流等于其額定電流I額，通過燈A的電流I1I額，所以也能正常發(fā)光【答案】A5一理想變壓器，原線圈輸入電壓為220 V時(shí)，副線圈

10、的輸出電壓為22 V如將副線圈增加100匝后，則輸出電壓增加到33 V，由此可知原線圈匝數(shù)是_匝，副線圈匝數(shù)是_匝【解析】由可知原、副線圈原來的匝數(shù)比，若副線圈增加n100匝，輸出電壓U233 V，由可得，由得n12 000匝，n2200匝【答案】2 0002006一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250 V，輸出功率為100 kW，向遠(yuǎn)處輸電所用導(dǎo)線的總電阻R8 ，要使輸電線上的功率損失不超過輸送功率的5%，用戶處正好得到220 V的電壓，則供電處升壓變壓器和用戶處降壓變壓器的匝數(shù)比各為多少？【解析】發(fā)電機(jī)的輸出電壓：U1250 V，升壓變壓器的原線圈電流：I1400 A，輸電線上的功率損失：P損P1×5%，P損IR，所以輸電線上的電流：I線25 A，升壓變壓器的匝數(shù)比為.升壓變