2022-2022學(xué)年高中物理5.5電能的輸送講授式同課異構(gòu)課件新人教版選修3-2

第五章交變電流學(xué)案5電能的輸送

第一頁，編輯于星期六：點四十七分。秦山核電站

為了合理的利用能源,發(fā)電站要建在靠近能源的地方.第二頁，編輯于星期六：點四十七分。內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾熱電廠

為了合理的利用能源,發(fā)電站要建在靠近能源的地方.第三頁，編輯于星期六：點四十七分。達(dá)板城風(fēng)力發(fā)電站

為了合理的利用能源,發(fā)電站要建在靠近能源的地方.第四頁，編輯于星期六：點四十七分。用電的地方卻很多,例如:

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,這就涉及電能的輸送問題．即:電能的輸送第五頁，編輯于星期六：點四十七分。

觀看視頻并思考：為什么要高壓輸電呢？第六頁，編輯于星期六：點四十七分。1．電能輸送的優(yōu)點：2．輸送電能的基本要求：可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電?！胺奖愫凸?jié)約”保質(zhì)：就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定。經(jīng)濟：是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗小。可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟．一、電能的輸送第七頁，編輯于星期六：點四十七分。怎樣才能將電能由發(fā)電廠輸送到用戶呢？

思考：r輸電線輸電線電源用戶U送電源向外輸電時，其兩端的電壓即為輸送電壓。輸送電壓：電源對外發(fā)出的功率即輸送功率。

輸送功率：二、輸電的模型第八頁，編輯于星期六：點四十七分。遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？

思考：在輸電線上有功率損失。1、輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？討論與交流：輸電線有電阻若輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為ΔP=I2r

若輸送的功率為P，輸電電壓為U，電線的總長度為L，橫截面積為S，電阻率為

，則功率損失可表示為：三、降低能耗的兩個途徑第九頁，編輯于星期六：點四十七分。3、若采用減小導(dǎo)線電阻的方法，在輸電線長度一定的情況下，應(yīng)采用什么措施？2、降低輸電損耗的途徑是什么？由ΔP=I2r可知：可減少功率損失。減少輸電線的電阻減少輸電線的電流（3）減少材料的電阻率ρ（1）減少輸電線的長度L（2）增加導(dǎo)線的橫截面積S由可知：三、降低能耗的兩個途徑第十頁，編輯于星期六：點四十七分。4、若采用減小導(dǎo)線中電流的方法，又應(yīng)采用什么措施？討論與交流：減小輸送功率P

由P=IU可知：提高輸電電壓U可減小輸電電流。

由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失。想一想：能否通過減小輸送功率來減小輸電電流？三、降低能耗的兩個途徑第十一頁，編輯于星期六：點四十七分。遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電．我國正在研究用比330kV高得多的電壓進(jìn)行輸電．采用高壓輸電的優(yōu)點是(

)A．可節(jié)省輸電線的材料B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C．可減小輸電線上的能量損失D．可加快輸電的速度1第十二頁，編輯于星期六：點四十七分。

把功率為22KW的電能用總電阻為2Ω的導(dǎo)線輸送到遠(yuǎn)方的用戶，用220V的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功率為多少？若改用22KV的電壓輸電，導(dǎo)線損失的功率又為多少？22KV輸電，損失的功率為220V輸電，損失的功率為

減小輸送電流的方法可以通過提高輸電電壓來實現(xiàn)?？偨Y(jié)：2第十三頁，編輯于星期六：點四十七分。遠(yuǎn)距離輸電過程示意圖四、電網(wǎng)供電第十四頁，編輯于星期六：點四十七分。1、在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓和電流關(guān)系如何？14223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4功率關(guān)系：電壓關(guān)系：電流關(guān)系：四、電網(wǎng)供電第十五頁，編輯于星期六：點四十七分。2、在高壓輸電模型中，設(shè)發(fā)電機的輸出功率為P，輸送電壓為U1，輸電線的電阻r，升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)分別為n1，n2，降壓變壓器原副線圈分別為n3，n4，你能算出線路中損失的功率和電壓嗎？用戶得到的功率和電壓分別是多少？14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4四、電網(wǎng)供電第十六頁，編輯于星期六：點四十七分。在發(fā)電機與升壓變壓器原線圈組成的回路中由輸電線上用戶得到的功率損失的電壓四、電網(wǎng)供電第十七頁，編輯于星期六：點四十七分。四、電網(wǎng)供電1、根據(jù)上述結(jié)果高壓輸電能否真的有效降低能量損耗及電壓損耗？2、是不是輸電電壓越高越好？為什么？討論與交流：1、由及

可知：電壓越高，功率和電壓損失確實越小，可以有效降低能耗和電壓損耗。2、不是。電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費用越高。實際輸送電能時，要綜合考慮，如輸送功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。第十八頁，編輯于星期六：點四十七分。閱讀與思考：1、常用的輸電模式有幾種？各是什么？2、我國遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有哪幾種？低壓輸電：輸電功率為100kW以下，距離為幾百米以內(nèi)，一般采用220V的電壓輸電。高壓輸電：輸電功率為幾千千瓦到幾萬千瓦，距離為幾十千米到幾

百千米，一般采用35kV或110kV的電壓輸電。超高壓輸電：輸電功率為10萬千瓦以上，距離為幾百千米，必須采用220kV或更高的電壓輸電。

有110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV超高壓，西北電網(wǎng)的電壓甚至達(dá)到750kV。四、電網(wǎng)供電第十九頁，編輯于星期六：點四十七分。采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點是什么？閱讀與思考：

可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟效益。同時，電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。四、電網(wǎng)供電第二十頁，編輯于星期六：點四十七分。遠(yuǎn)距離輸電示意圖第二十一頁，編輯于星期六：點四十七分。第二十二頁，編輯于星期六：點四十七分。在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有(

)A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大升壓變壓器原線圈電壓不變，變壓比不變，故副線圈電壓不變，A錯誤；I＝P/U，U損＝IR線，U3＝U2－U損，因P變大，I變大，所以U損變大，所以降壓變壓器初級電壓U3變小，B錯誤；P損＝(P/U)2R線，因P變大，所以P損變大，C正確；3第二十三頁，編輯于星期六：點四十七分。某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6Ω.(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率．(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓．(1)輸電線上的電流為I＝P/U＝52.63A輸電線路損耗的功率為P線＝I2R≈16.62kW(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流變?yōu)镮′＝P/U′＝4A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1＝U－I′R＝4976V根據(jù)U1/U2＝n1/n2用戶得到的電壓為U2＝n2U1/n1＝226.18V4第二十四頁，編輯于星期六：點四十七分。1．遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電．我國正在研究用比330kV高得多的電壓進(jìn)行輸電．采用高壓輸電的優(yōu)點是(

)A．可節(jié)省輸電線的材料B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C．可減小輸電線上的能量損失D．可加快輸電的速度第二十五頁，編輯于星期六：點四十七分。2.超導(dǎo)是當(dāng)今高科技研究的熱點，利用超導(dǎo)材料可實現(xiàn)無損耗輸電．現(xiàn)有一直流電路，輸電總電阻為0.4Ω，它提供給用電器的電功率為40kW，電壓為800V．若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為(

)A．1kW

B．1.6×103kWC．1.6kW D．10kW節(jié)約的電功率即為普通電路輸電時損耗的電功率I＝P/U＝40×103/800A＝50A．P線＝I2R＝502×0.4W＝1000W第二十六頁，編輯于星期六：點四十七分。3．2014年2月初低溫雨雪冰凍造成我國東部部分地區(qū)停電，為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰．若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(

)A．輸電電流為3I

B．輸電電流為9IC．輸電電壓為3U D．輸電電壓為U/3高壓線上的熱耗功率ΔP＝I2R線……①若熱耗功率變?yōu)?ΔP，則9ΔP＝I′2R線……②由①②兩式得I′＝3I，A對；輸送功率不變，即P＝UI＝U′I′，得U′＝U/3，所以D對第二十七頁，編輯于星期六：點四十七分。4.發(fā)電機的端電壓為220V，輸出功率44kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用初、次級線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶．(1)畫出全過程的線路示意圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率．(1)示意圖如圖所示

第二十八頁，編輯于星期六：點四十七分。4.發(fā)電機的端電壓為220V，輸出功率44kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用初、次級線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供