《電能的輸送》課件1

第五章：交變電流第5節(jié)電能的輸送一、變壓器的構(gòu)造

1．示意圖

2．符號(hào)電能→磁場(chǎng)能→電能三、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律：復(fù)習(xí)回顧

5.4變壓器P入＝P出二、變壓器工作1.原理：互感現(xiàn)象2.能量轉(zhuǎn)化：3.理想變壓器條件：發(fā)電機(jī)組三峽水電站世界上最大的水電站亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電站新疆風(fēng)力發(fā)電站大亞灣核電站秦山核電站而用電的地方卻分布很廣:那么我們?cè)鯓訉㈦娔軓碾姀S輸送到遠(yuǎn)方呢？用電線~！用導(dǎo)線把電源和用電設(shè)備連起來(lái)，就可以輸送電能了，這是電能的一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。一、輸送電能的基本要求：

可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)可靠：是指保證供電線路可靠地工作,少有故障和停電保質(zhì)：是指保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低有沒(méi)有電能的損失?為什么有電能的損失呢？討論與交流：輸電的模型

r輸電線輸電線電源用戶U送由于輸電線長(zhǎng)，電阻大，當(dāng)電流通過(guò)輸電線時(shí)，產(chǎn)生熱量散失到空氣當(dāng)中損失一部分電能，同時(shí)輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓.只要電線存在電阻就會(huì)有能量損失那么，我們接下來(lái)應(yīng)該考慮的問(wèn)題就是：在電能的輸送過(guò)程中怎么去盡量的降低電能的損失呢？二、輸電線上電壓的損失輸電線R

用電設(shè)備U`P`ΔUU輸入PI發(fā)電廠減小輸電線路上電壓損失的方法：

（1）減小輸電線電阻R

（2）減小輸電電流I(1)減小導(dǎo)線電阻(2)減小輸電線中的電流三、輸電線上功率的損失電阻定律：(1)減小導(dǎo)線電阻方法？幾種材料的電阻率材料ρ(Ω·m)材料ρ(Ω·m)銀銅鋁鎢1.6×10-81.7×10-82.9×10-85.3×10-8鐵錳銅合金鎳銅合金鎳鉻合金1.0×10-74.4×10-75.0×10-71.0×10-6減小電阻的方法①減小材料的電阻率ρ.銀的電阻率最小,但價(jià)格昂貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線.②減小輸電線的長(zhǎng)度L不可行,因?yàn)橐ＷC輸電距離.③增加導(dǎo)線的橫截面積.可適當(dāng)增大橫截面積.太粗不可能,既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難.總結(jié)：減小電阻是一種有限的方法(2)減小輸電線中的電流思考與討論1.怎樣計(jì)算輸電線路損失的功率?2.在輸電電流一定的情況下,如果線路的電阻減為原來(lái)的1/100,線路上損失的功率減為原來(lái)的1/?在線路電阻一定的情況下,如果輸電電流減為原來(lái)的1/100,線路上損失的功率減為原來(lái)的1/?3.哪個(gè)途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更為有效?減小電流更為有效4.在保證輸入功率一定的條件下提高輸電電壓,是減少電能損失的最有效的辦法總結(jié)：U1U2U3

U4發(fā)電機(jī)升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器

用電器

四、交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖

14223UUUURIF用線

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電原理圖功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3電壓關(guān)系：14223UUUURIF用線

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器3243432121,,UUUnnUUnnUUr+===電流關(guān)系：14223UUUURIF用線

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器1.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R,通過(guò)導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校輸入電壓為U2,下列4個(gè)計(jì)算輸電線損耗的式子中，不正確的是()

A、B、

C、D、課堂練習(xí)A遠(yuǎn)距離輸電示意圖是不是輸電電壓越高越好?電壓越高，對(duì)輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV的超高壓，西北電網(wǎng)達(dá)到750kV。思考電網(wǎng)供電采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組,降低一次能源的輸送成本,獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益.同時(shí),電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn),調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡,保障供電質(zhì)量.通過(guò)網(wǎng)狀的輸電線、變電站,將許多電廠和廣大用戶連接起來(lái),形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò),這就是電網(wǎng).2、一小型發(fā)電站通過(guò)升壓,降壓變壓器把電能輸給用戶.已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW,端電壓為500V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5,兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5Ω,降壓變壓器的輸出電壓為220V,不計(jì)變壓器的損耗.求：(1)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；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(4)用戶得到的功率。440kW2500V60kW10:1課堂練習(xí)3、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為1.0×103V，假如輸電線的總電阻10Ω，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380V(1)畫出輸電線路的示意圖(標(biāo)明各部分的符號(hào))14223UUUURIF用線

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器14223UUUURIF用線

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器(2)所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?(使用的是理想變壓器)1:1025:13、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為1.0×103V，假如輸電線的總電阻10Ω，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380V輸送電路的計(jì)算步驟：(1)畫出供電示意圖(2)以變壓器鐵心為界,分出各個(gè)回路,各回路可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分析.(3)各回路間通過(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系,總功率不變等聯(lián)系.小結(jié)1、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī),內(nèi)阻為r=1Ω,升壓變壓器匝數(shù)比為1:4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1,輸電線的總電阻為R=4Ω,全校22個(gè)教室,每個(gè)教室用“220V,40W”的燈6盞,要求所有燈都正常發(fā)光,則：(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？(3)輸電線上損耗的電功率多大？課后練習(xí)2、在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.