高中物理(新教材)選修二課件1：3-4-電能的輸送 人教版

3.4電能的輸送

學習目標1.知道電能輸送的基本要求；2.知道降低輸電損耗的兩個途徑，會求解輸電導線上的功率損失等問題；3.知道電網(wǎng)供電是遠距離輸電的重要發(fā)展。新課導入在‘’十五‘’規(guī)劃期間，我國八把重點開發(fā)建設(shè)的青藏鐵路、南水北調(diào)、西氣東輸、西電東送四大工程，稱為‘’中國新世紀四大工程‘’?！麟姈|送‘’就是把煤炭、水能資源豐富的西部省區(qū)的能源轉(zhuǎn)化成電力資源，輸送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)。這一工程的實施，將有利于西部能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，減輕了環(huán)境和運輸壓力，對于合理配置資源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。思考：從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠距離輸電中，輸電線上的電阻肯定很大，輸電過程中的必然有損耗，如何減少電能的損耗？電能的輸送又有那些要求呢？輸送電能的基本要：保證供電線路可靠地工作，故障少輸電線路建造和運行費用低，電能損耗少保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定1可靠2保質(zhì)3經(jīng)濟由于輸電線長，電阻大，當電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓。輸電線輸電線發(fā)電廠用戶UIQ=I2Rt=P損t損耗功率P損=I2R一、降低輸電損耗的兩個途徑1.減小輸電線電阻

：選用電阻率小的金屬材料L：輸電距離一定S：適當增大導線的橫截面積輸電線輸電線截面導線橫截面積的增加是有一定限度的。過粗的導線會耗費太多的金屬材料，而且輸電線太重、太粗會給鋪設(shè)工作帶來困難，不滿足“經(jīng)濟”的要求。幾種金屬導體的電阻率：材料ρ/(Ω·m)材料ρ/(Ω·m)銀1.6×10－8鐵1.0×10－7銅1.7×10－8錳鋼合金*4.4×10－7鋁2.9×10－8鎳銅合金**5.0×10－7鎢5.3×10－8鎳鉻合金***1.0×10－6

思考：是不是輸電電壓越高越好？為什么？提示：不是。電壓過高，對輸電線路絕緣性的要求越高，線路修建費用就增多。輸電電壓越高，變壓器上的電壓也越高，對變壓器的要求也會越高。在實際輸電時，要綜合考慮各種因素，選用合適的輸電電壓。我國的輸電電壓1.220V：輸送功率為100kW

以下，距離為幾百米以內(nèi)。2.35kV或110kV：輸送功率為幾千kW到幾萬kW，距離為幾十km到上百km。3.220kV及以上：輸送功率為10萬kW

以上，距離為幾百km。二、電網(wǎng)供電10kV幾百kV100kV10kV220V/380V輸電過程示意圖電網(wǎng)：現(xiàn)在世界各國都不采用一個電廠與一批用戶的“一對一”的供電方式，而是通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)。電網(wǎng)供電的優(yōu)點：(1)可靠：合理調(diào)度各種電力；(2)保質(zhì)：減少斷電風險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡；(3)經(jīng)濟：使用大容量發(fā)電機組，降低能源的輸送成本。高壓輸電物理模型高壓輸電物理模型輸電過程的基本關(guān)系：

電壓關(guān)系：

電流關(guān)系：P1=P2P3=P4功率關(guān)系：輸電導線上損耗的功率：跟蹤練習

C2.遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點是（）

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耗

D．可加快輸電的速度C3.(多選)在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導線的電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為l，輸電線損失的功率為ΔP，用戶得到的功率為P′，則下列關(guān)系式正確的是()A． B．C． D．BD4.某發(fā)電站通過燃燒煤來發(fā)電。發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸送給生產(chǎn)和照明用戶，發(fā)電機輸出功率是120kW，輸出電壓是240V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶25，輸電線的總電阻為10Ω，用戶需要的電壓為220V。則：(1)輸電線上損失的電功率為多少？(2)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？

備用工具&資料4.某發(fā)電站通過燃燒煤來發(fā)電。發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸送給生產(chǎn)和照明用戶，發(fā)電機輸出功率是120kW，輸出電壓是240V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶25，輸電線的總電阻為10Ω，用戶需要的電壓為220V。則：(1)輸電線上損失的電功率為多少？(2)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？2.遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點是（）

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耗

D．可加快輸電的速度C新課導入在‘’十五‘’規(guī)劃期間，我國八把重點開發(fā)建設(shè)的青藏鐵路、南水北調(diào)、西氣東輸、西電東送四大工程，稱為‘’中國新世紀四大工程‘’?！麟姈|送‘’就是把煤炭、水能資源豐富的西部省區(qū)的能源轉(zhuǎn)化成電力資源，輸送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)。這一工程的實施，將有利于西部能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，減輕了環(huán)境和運輸壓力，對于合理配置資源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。由于輸電線長，電阻大，當電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓。輸電線輸電線發(fā)電廠用戶UIQ=I2Rt=P損t損耗功率P損=I2R一、降低輸電損耗的兩個途徑1.