《減少電能損失的兩種方法》知識清單

《減少電能損失的兩種方法》知識清單一、遠距離輸電中的電能損失1、**電能損失的原因**-在遠距離輸電時，由于輸電線有電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt（這里的Q就是電能轉(zhuǎn)化成的熱能，也就是電能損失啦），當電流通過輸電線時就會產(chǎn)生熱量，從而造成電能損失。-例如，我們可以想象一下，電流就像一群調(diào)皮的小螞蟻，輸電線的電阻就像路上的小石子，小螞蟻（電流）在經(jīng)過這些小石子（電阻）的時候就會磕磕絆絆，然后就會產(chǎn)生一些摩擦（電能轉(zhuǎn)化為熱能），這就是電能損失啦。2、**減少電能損失的第一種方法：減小輸電線電阻**-**材料選擇**-要減小電阻，根據(jù)電阻的計算公式R=ρL/S（這里的ρ是電阻率，L是導(dǎo)線長度，S是橫截面積），可以選擇電阻率小的材料做輸電線。比如銅的電阻率比鐵小，所以在很多輸電線路中會優(yōu)先考慮使用銅導(dǎo)線哦。-**增大橫截面積**-從公式來看，增大輸電線的橫截面積S也能減小電阻。不過呢，增大橫截面積會讓輸電線變得更粗、更重，這樣就會增加成本，而且架設(shè)起來也更困難呢。-**減小輸電線長度**-減小輸電線的長度L也能減小電阻。但是在實際的遠距離輸電中，發(fā)電站和用電地區(qū)的距離是固定的，很難直接減小輸電線長度。不過可以通過合理規(guī)劃輸電線路的走向等方式來盡量縮短長度。3、**減少電能損失的第二種方法：減小輸電電流**-**根據(jù)公式分析**-根據(jù)功率公式P=UI，在輸送功率P一定的情況下，要減小電流I，可以提高輸電電壓U。因為輸電功率是由發(fā)電站的發(fā)電能力決定的，是個定值，電壓和電流成反比關(guān)系，電壓提高了，電流就會減小。-**高壓輸電的優(yōu)勢**-當采用高壓輸電時，電流減小了，根據(jù)焦耳定律，電能損失就會大大減小。例如，遠距離輸電時把電壓提高到很高的值，就像給電流修建了一條寬闊的高速公路，電流可以很順暢地通過，不會因為電阻的阻礙而產(chǎn)生太多的電能損失。**互動環(huán)節(jié)：**老師：同學(xué)們，現(xiàn)在我們來想一下，如果要建一條從發(fā)電站到咱們城市的輸電線路，我們已經(jīng)知道可以通過減小輸電線電阻和減小輸電電流來減少電能損失，那要是預(yù)算有限，不能用太好的材料，也不能把輸電線做得太粗，我們該怎么辦呢？學(xué)生：那就提高輸電電壓唄。老師：非常棒！那大家再思考一下，如果輸電電壓提得特別高，會不會有什么其他問題呢？學(xué)生：（思考后回答）可能會對設(shè)備要求更高，絕緣什么的更難做。老師：沒錯，這就是我們在實際輸電中要綜合考慮的問題啦。**習題：**1、某發(fā)電站的輸出功率是100000瓦，如果輸電電壓是1000伏，輸電線電阻是10歐姆，根據(jù)焦耳定律計算電能損失是多少？如果把輸電電壓提高到10000伏，電能損失又是多少？（提示：先根據(jù)功率公式求出電流，再代入焦耳定律計算電能損失）2、為什么在實際的遠距離輸電中不能無限制地提高輸電電壓呢？請說出至少兩個原因。**答案：**1、當輸電電壓U=1000V時，根據(jù)P=UI可得電流I=P/U=100000/1000=100A，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt=1002×10=100000J。-當輸電電壓U=10000V時，電流I=P/U=100000/10000=10A，電能損失Q=I2Rt=102×10=1000J。2、原因如下：-一是設(shè)備成本問題，