人教新課標2電能的輸送導學案 省賽獲獎

第5課時：電能的輸送學習目標：了解從變電站到用戶的輸電過程。知道遠距離輸電應用高壓的道理。會應用功率公式和變壓規(guī)律計算一般的高壓輸電問題，計算線路損失功率等。復習引入：1、理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系。2、電功率、發(fā)熱功率的計算式如何？3、電阻定律。[引入新課]有一直流輸電電路，輸電導線總電阻為Ω，它提供給用電器的電功率是40KW、電壓是800V，試分析此輸電中線路損耗的功率多大？如果提供給用電器的功率不變，而電壓增加為8000V，哪么，線路損耗的功率又是多大？思考：通過上例的計算，分析高壓輸電的好處是什么？知識構(gòu)建1、降低輸電損耗的兩個途徑降低輸電損耗的一個途徑是減小輸電線的；另一途徑是減小輸電導線中的。在采用第一個途徑中，如果輸電的距離一定，可以根據(jù)電阻定律，改變導線的、來達到降低輸電損耗的目的。但往往成本太大。問題：如圖所示，假定輸電線路中的電流是I，用戶端的電壓是U，兩條導線的總電阻是r（導線的電阻集中畫為一個電阻）思考一：怎樣計算輸電線損耗的功率？思考二：如果將輸電導線的電阻減小為原來的一半，線路損耗的功率多大？思考三：如果將輸電的電流減小為原來的一半，線路損耗的功率多大？思考四：如果用戶要得到的電功率一定，怎樣才能減小輸電的電流？2．計算方法（1）如果輸電導線的電阻一定為r，輸送功率一定為P，輸送電壓為U，線路損耗的功率為。（2）如果輸電導線（采用二根線輸送）二根的總長度為L，導線的截面積為S，電阻率為ρ，輸送功率一定為P，輸送電壓為U，則線路損耗的功率為。（3）如果輸電導線的電阻一定為r，輸送功率一定為P，線路的損耗功率不得大于P損，則輸送電壓至少為：。3、電網(wǎng)供電電網(wǎng)供電最基本的模型是：從發(fā)電廠→→→再到用戶。電網(wǎng)供電的典型問題：如右圖所示的電路中，發(fā)電機的端電壓為220V，輸出的電功率為44kW，輸電線電阻為r=Ω，如果發(fā)電站用匝數(shù)比為1∶10的變壓器將電壓升高，經(jīng)過同樣的輸電線后，再用匝數(shù)比為10∶1的變壓器將電壓降低供給用戶。問題一：線路中降落的電壓是多少？問題二：線路上損耗的功率是多少？問題三：用戶得到的電壓是多少？問題四：用戶得到的電功率各是多少？4，討論以下是一段關(guān)于輸電線損失功率的推導。將電能從發(fā)電站送到用戶，在輸電線上會損失一部分功率。設(shè)輸電電壓為U，則功率損失為P損=UI，而U=Ir，將二式中的U消去，得到：P損=U2/r，由此可知，要減小功率損失P損，就應當用低壓送電和增大輸電線的電阻。這段推導錯在哪里？四、典型例題1，一小型水力發(fā)電站水壩落差h=5m，流量q=1m3/s，發(fā)電機組總效率η=50％，機端輸出電壓350V．為了向離電站較遠處的用戶供電，采用先升壓、再降壓的辦法．設(shè)輸電線總電阻R線=4Ω，允許輸電線電熱損失功率為電站輸出功率的5％，用戶需要電壓220V．試計算升壓變壓器、降壓變壓器的匝數(shù)比．g=10m/s2．2、一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻速磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100，穿過每匝的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機內(nèi)阻r=Ω，外電路電阻R=95Ω。已知感應電動勢的最大值Em=nωΦm