高二物理選修3-2電能的輸送

1、第五章第五章 交變電流交變電流 為了合理的利用能源為了合理的利用能源, ,發(fā)電站要建在靠近這些能源的地發(fā)電站要建在靠近這些能源的地方方. .而用電的地方卻很多而用電的地方卻很多, ,例如例如: : 有的地方離發(fā)電站很遠(yuǎn)有的地方離發(fā)電站很遠(yuǎn), ,因此需要把電能輸送到遠(yuǎn)方因此需要把電能輸送到遠(yuǎn)方, ,這這就涉及電能就涉及電能遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)距離的輸送問(wèn)題即的輸送問(wèn)題即: :1、為什么輸電線上有電能損失、為什么輸電線上有電能損失?由于輸電線長(zhǎng)，電阻大，當(dāng)電流通過(guò)輸電由于輸電線長(zhǎng)，電阻大，當(dāng)電流通過(guò)輸電線時(shí)，產(chǎn)生線時(shí)，產(chǎn)生熱量熱量Q，損失一部分電能，同時(shí)輸，損失一部分電能，同時(shí)輸電線上有電線上有電壓降電壓降，

2、故又損失一部分電壓，故又損失一部分電壓.一、輸電線上的功率損失一、輸電線上的功率損失r輸電線輸電線輸電線輸電線電電 源源用用 戶戶U送送rIP2損(1)減小導(dǎo)線電阻減小導(dǎo)線電阻問(wèn)：如何減少電能損失問(wèn)：如何減少電能損失?RIP2(2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流減少減少輸電線的電阻輸電線的電阻減少減少輸電線的電流輸電線的電流三、降低能耗的兩個(gè)途徑三、降低能耗的兩個(gè)途徑SLR由電阻定律知由電阻定律知(1)減小導(dǎo)線電阻減小導(dǎo)線電阻減小材料的電阻率減小材料的電阻率.銀的電阻率最小銀的電阻率最小,但價(jià)格昂但價(jià)格昂貴貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線.減小輸電

3、線的長(zhǎng)度減小輸電線的長(zhǎng)度L不可行不可行,因?yàn)橐ＷC輸電距因?yàn)橐ＷC輸電距離離.增加導(dǎo)線的橫截面積增加導(dǎo)線的橫截面積.可適當(dāng)增大橫截面積可適當(dāng)增大橫截面積.太太粗不可能粗不可能,既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難.（3）減少材料的電阻率減少材料的電阻率（1）減少輸電線的長(zhǎng)度減少輸電線的長(zhǎng)度L L（2）增加線的橫截面積增加線的橫截面積S S(2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流2.在輸電電流一定的情況下在輸電電流一定的情況下,如果線路的如果線路的電阻減為原來(lái)的電阻減為原來(lái)的1/100,線路上損失的功率線路上損失的功率減為原來(lái)的減為原來(lái)的1/? 在線路電阻一定的情況下在線路電阻一定的情況下,如

4、果輸電電流減為原來(lái)的如果輸電電流減為原來(lái)的1/100,線路上損線路上損失的功率減為原來(lái)的失的功率減為原來(lái)的1/?1/1001/10000 把功率為把功率為22KW22KW的電能用總電阻為的電能用總電阻為22的導(dǎo)線輸送的導(dǎo)線輸送到遠(yuǎn)方的用戶，用到遠(yuǎn)方的用戶，用220V220V的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功率為多少？若改用率為多少？若改用22KV22KV的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功率又為多少？率又為多少？做一做：做一做：22KV22KV輸電，損失的功率為輸電，損失的功率為 220V220V輸電，損失的功率為輸電，損失的功率為 W4104 W4 RUPP 2)(

5、RUPP 2)( 減小輸送電流的減小輸送電流的方法方法可以通過(guò)可以通過(guò)提高輸電電壓提高輸電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。總結(jié)：總結(jié)： 5 5、哪種途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更有效？、哪種途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說(shuō)明。舉例說(shuō)明。 討論與交流：討論與交流： 由由 可知，在輸電電流一定的情況下，線路可知，在輸電電流一定的情況下，線路電阻電阻減為原來(lái)的減為原來(lái)的一半一半，線路損耗的功率減為原來(lái)的，線路損耗的功率減為原來(lái)的一半一半。rIP2 在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，由在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，由 可知：線路中可知：線路中電流電流減為原來(lái)的減為原來(lái)的一半一半，而損耗的功率減為

6、原來(lái)，而損耗的功率減為原來(lái)的的四分之一四分之一。UIP 采用采用高壓輸電高壓輸電是減小輸電線上功率損失的是減小輸電線上功率損失的最最有效有效、最經(jīng)濟(jì)最經(jīng)濟(jì)的措施的措施，而且而且練習(xí)：練習(xí)： 輸送輸送10kw的電功率，采用的電功率，采用400V的的電壓輸電，輸電線的總電阻為電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求，求(1)輸電線中的電流輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓用戶得到的電壓?AAUPI2540010103VVIrU2501025VVVUUU150250400用練習(xí)：練習(xí)： 輸送輸送10kw的電功率，采用的電功率，采用400V的的電壓輸電，輸電線的總電阻為電壓

7、輸電，輸電線的總電阻為10，求，求(1)輸電線中的電流輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓用戶得到的電壓?(1)25A 250V 150V(2)輸電線損失的功率輸電線損失的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?WWrIP6250102522損WWWPPP3750625010000損用練習(xí)：練習(xí)： 輸送輸送10kw的電功率，采用的電功率，采用400V的的電壓輸電，輸電線的總電阻為電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求，求(1)輸電線中的電流輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓用戶得到的電壓?(1)25A 250V 150V(2)6250W

8、 3750W(2)輸電線損失的功率輸電線損失的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?(3)如果采用如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失電壓輸電，輸電線損失的功率的功率?用戶得到的功率用戶得到的功率?提高輸電電壓提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法是減少電能損失的最有效的辦法(3) 62.5W 9937.5W交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié) 發(fā)電站發(fā)電站升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線高壓輸電線降壓變壓器降壓變壓器用戶用戶發(fā)電站發(fā)電站升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線高壓輸電線降壓變壓器降壓變壓器用電單位用電單位 遠(yuǎn)距離輸電示意圖遠(yuǎn)距離輸電示意圖發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線路高壓輸電線路降

9、壓變壓器降壓變壓器 用用電電器器 交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖 線線線損）（RUPRIP22221.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為學(xué)校的輸電線電阻為R,通過(guò)導(dǎo)線的電流通過(guò)導(dǎo)線的電流為為I,學(xué)校輸入電壓為學(xué)校輸入電壓為U2,下列下列4個(gè)計(jì)算輸個(gè)計(jì)算輸電線損耗的式子中，不正確的是電線損耗的式子中，不正確的是( ) A、 B、 C、 D、21UR212()UUR2I R12()I UU課堂練習(xí)課堂練習(xí)A2、一小型發(fā)電站通過(guò)升壓、一小型發(fā)電站通過(guò)升壓,降壓變壓器降壓變壓器把電能輸給用戶把電能輸給用戶.已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW,電壓為電壓為500V,升壓變壓器原、副線圈升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為的匝數(shù)比為1:5,兩變壓器間輸電線的總電阻兩變壓器間輸電線的總電阻為為1.5,降壓變壓器的輸出電壓為降壓變壓器的輸出電壓為220V,不計(jì)不計(jì)變壓器的損耗變壓器的損耗.求：求：(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓；升壓變壓器的副線圈兩端電壓；(2)輸電導(dǎo)線上的功率損失；輸電導(dǎo)線上的功率損失；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(4)用戶得到的功率。用戶得到的功率。440kW2500V60kW10:1課堂練習(xí)課堂練習(xí)(1)畫(huà)出輸電線路的示意圖畫(huà)出