高二物理人教選修32課件5.6電能的輸送

1、,目標(biāo)定位 1.了解遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成. 2.掌握遠(yuǎn)距離輸電線上的能量損失與哪些因素有關(guān). 3.應(yīng)用理想變壓器、電路知識對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計算.,第6講電能的輸送,一、降低輸電損耗的兩個途徑 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 . (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)行的費用低， 損耗少.,故障,電壓,頻率,電能,2.降低輸電損耗的兩個途徑 輸電線上的功率損失P ，I為輸電電流，R線為輸電線的電阻. (1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用 的金屬材料，還要盡可能 導(dǎo)線的橫截面積. (

2、2)減小輸電導(dǎo)線中的 ：為減小輸電電流，同時又要保證向用戶提供一定的電功率，就要 輸電電壓.,I2R線,電阻率小,增加,電流,提高,二、電網(wǎng)供電 1.遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：遠(yuǎn)距離輸電的基本電路如圖1所示.,升壓變壓器,圖1,在發(fā)電站內(nèi)用 升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過 降壓降到所需的電壓.,降壓變壓器,2.電網(wǎng)：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). 3.電網(wǎng)送電的優(yōu)點： (1)降低一次能源的 ，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益； (2)減小斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡，保障供電的 . (3)合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加 ，質(zhì)量更高.,運(yùn)

3、輸成本,質(zhì)量,可靠,想一想在圖1中，甲同學(xué)說U2I2R線，乙同學(xué)說P2I R線.他們的說法對嗎？正確關(guān)系是什么？,一、降低輸電損耗的兩個途徑 1.輸電線上的功率損失 (1)損失功率計算：設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為R線，則輸電線上的功率損失為PI2R線.,(2)減小輸電線上功率損失的方法. 減小輸電線的電阻R線：由R線 得，要減小R線，在l保持不變的情況下，可以減小，增大S. 減小輸電電流I：由PUI得，在輸送功率一定的情況下，提高輸電電壓，即可減小輸電電流. 采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施.,2.輸電線上的電壓損失 (1)輸電線路始端電壓U跟末端電壓U的差值，稱為輸電

4、線上的電壓損失，UUU，如圖2所示，電壓損失還可以表示為UIR線 R線.,圖2,(2)減少輸電線上電壓損失的方法. 減小輸電線的電阻. 提高輸送電壓.,例1遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上的電壓損失和功率損失正確的是(不考慮電抗產(chǎn)生的損失)() A.功率損失是原來的 B.功率損失是原來的 C.電壓損失是原來的 D.電壓損失是原來的n倍,答案BC,針對訓(xùn)練發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線總電阻為R線，通過輸電線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列計算輸電線功率損耗的式子中，正確的是(),答案BCD,二、遠(yuǎn)距離輸電的輸送電路及基本關(guān)系 1.輸

5、電線路的構(gòu)成 由發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓器、用電器構(gòu)成. 2.遠(yuǎn)距離輸電的基本 關(guān)系(如圖3所示),圖3,3.特別強(qiáng)調(diào) (1)升壓變壓器副線圈的電壓不等于降壓變壓器原線圈的電壓，輸電線上的電壓損失UI線R線，輸電線上的功率損耗PI R線. (2)輸電線的電阻計算時，應(yīng)注意輸電線長度為距離的兩倍.,(3)處理遠(yuǎn)距離輸電問題. 首先要畫出輸電線路示意圖，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置. 其次解題時要抓“兩頭”電源、用電器.要注意“中間一條線”輸電線，以變壓器為界將整個輸電電路劃分為三個獨立的回路.以變壓器為聯(lián)系的紐帶將“兩頭”與中間“輸電線”聯(lián)系起來，利用能量守恒、變壓比、變

6、流比等規(guī)律進(jìn)行分析與計算.,例2如圖4所示，發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器)，若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為125，求：,圖4,(1)升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；,答案6 250 V16 A,(2)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.,答案15.625 6 000 V,例3發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220 V，輸出功率44 kW，輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2 ，如果用原、副線圈匝數(shù)比為110的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電

7、線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶.,(1)畫出全過程的線路示意圖；,解析線路示意圖如圖所示.,答案見解析,(2)求用戶得到的電壓和功率；,答案見解析,(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.,答案見解析,輸電線上損耗的問題 1.某發(fā)電廠原來用電壓為U1的交流電輸電，后改用變壓比為150的升壓變壓器將電壓升高為U2后輸電，輸送的電功率保持不變.若輸電線路的總電阻為R線，則下列說法中正確的是(),選項B、D中的U2應(yīng)為損失的電壓，所以選項B、D錯誤. 答案AC,2.某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 k

8、W.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是() A.輸電線上輸送的電流大小為2105 A B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kW D.輸電線上損失的功率為P ，U為輸電電壓，R為輸電線的電阻,輸電線上損失的電壓為UIR61032.5 V1.5104 V15 kV，B項正確；,當(dāng)用5 kV電壓輸電時，輸電線上損失的功率若超過3106 kW，與實際情況相矛盾，故C項錯誤；,當(dāng)用公式P 計算損失的功率時，U為輸電線上損失的電壓而不是輸電電壓，D項錯誤.,答案B,遠(yuǎn)距離高壓輸電的應(yīng)用 3.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖5所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈