第4節(jié)　電能的輸送 教學(xué)課件

物理第三章交變電流第4節(jié)電能的輸送[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解交變電流從變電站到用戶的輸電過(guò)程。2．知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)，了解高壓輸電的原理。3．知道遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成，會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算。01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)知識(shí)點(diǎn)1降低輸電損耗的兩個(gè)途徑1．輸送電能的基本要求(1)可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障。(2)保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量——______和______穩(wěn)定。(3)經(jīng)濟(jì)：輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少。電壓頻率2．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)輸電線上的功率損失ΔP＝______，I為輸電電流，r為輸電線的電阻。I2r(2)降低輸電損耗的兩個(gè)途徑減小輸電線的______在輸電距離一定的情況下，為了減小______，應(yīng)當(dāng)選用____________的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的____________減小輸電導(dǎo)線中的______為減小輸電______，同時(shí)又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電______電阻電阻電阻率小橫截面積電流電流電壓知識(shí)點(diǎn)2電網(wǎng)供電1．遠(yuǎn)距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用______變壓器______，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過(guò)降壓變壓器降到所需的電壓。2．電網(wǎng)：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)。升壓升壓3．電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)電網(wǎng)供電可以減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡，保障供電的質(zhì)量。使用電網(wǎng)，可以根據(jù)______、水電、______的特點(diǎn)，合理地調(diào)度電力?；痣姾穗姟獭痢痢痢獭獭獭獭獭烫骄恳唤档洼旊姄p耗的兩個(gè)途徑【問(wèn)題導(dǎo)引】

如圖所示，假定發(fā)電廠輸出的電壓為U，輸送功率為P，輸電線路中的電流是I，兩條導(dǎo)線的總電阻是r(在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫為r)。那么：(1)用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出的電能相等嗎？(2)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？降低功率損耗有哪些途徑？提示：(1)不相等，由能量守恒知，發(fā)電廠輸出的電能等于用戶得到的電能與輸電線上損失的電能之和。√√【例2】(多選)如圖所示的是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，一座小型發(fā)電站的輸出電壓為U，輸出的電功率為P，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，輸電導(dǎo)線的總電阻為r，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是(

)√√√探究二遠(yuǎn)距離輸電電路分析【問(wèn)題導(dǎo)引】某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖所示，其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注，在這個(gè)電路中包括三個(gè)回路。(1)結(jié)合閉合電路的知識(shí)，分別分析三個(gè)回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機(jī)內(nèi)阻，n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計(jì))。(2)若兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，則每個(gè)變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系？解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，需要畫輸電的電路圖，理清三個(gè)回路，抓住兩個(gè)聯(lián)系，掌握一個(gè)定律。(1)畫圖、理清三個(gè)回路(如圖所示)【例3】發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220V，輸出功率為44kW，輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶。(1)畫出全過(guò)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(guò)變壓而直接送給用戶，求用戶得到的電壓和功率。[解析]

(1)線路示意圖如圖甲所示。所以用戶得到的電壓U2′＝U1－ΔU′＝220V－40V＝180V用戶得到的功率為P′＝U2′I′＝180×200W＝3.6×104W。[答案]

(1)見(jiàn)解析圖(2)219.6V4．392×104W

(3)180V

3.6×104W[針對(duì)訓(xùn)練2]如圖所示的是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1、輸電線的電阻及理想變壓器的匝數(shù)均不變，當(dāng)用戶開(kāi)啟的用電器越來(lái)越多時(shí)，下列表述正確的是(

)A．升壓變壓器副線圈電壓U2降低B．降壓變壓器原線圈電壓U3升高C．輸電線消耗的功率增大D．發(fā)電機(jī)的輸出功率不變√解析：發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1不變，升壓變壓器匝數(shù)比不變，則副線圈電壓U2不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)用電器增多時(shí)，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則降壓變壓器原線圈電流增大，輸電線上的電流增大，可知輸電線上的功率損失增大、輸電線上的電壓損失增大，進(jìn)一步導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓