高中人教物理選擇性必修二電能的輸送

1、電能的輸送 其他形式的能量發(fā)電站把各種熱能核能風(fēng)能水流能太陽能化學(xué)能比如：轉(zhuǎn)化為電能再輸送給學(xué)校工廠普通用戶思考與討論電能在從發(fā)電站傳輸給用戶的過程中要考慮什么問題？要注意什么？秦山核電站內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾熱電廠達(dá)板城風(fēng)力發(fā)電站三峽水電站 發(fā)電的地方：為了合理的利用能源和保護(hù)環(huán)境，發(fā)電站要建在靠近這些能源的地方（一般離城市較遠(yuǎn)）。 用電的地方卻很多，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。城市遠(yuǎn)距離電站站址 用戶(負(fù)載)遠(yuǎn)距離能源豐富有利開發(fā)能源缺乏用電量大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。保質(zhì)：就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定

2、。經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造，運(yùn)行的費(fèi)用低，損耗小， 電價(jià)要低。一、電能的輸送可靠保質(zhì)經(jīng)濟(jì)遠(yuǎn)距離大功率輸送電面臨的問題是什么？ 電流流過輸電導(dǎo)線時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，必然有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱能而損失掉。 怎樣計(jì)算輸電線路損失的功率？如何降低輸電損耗？UP設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為: P=I2r二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑減少輸電線路上的發(fā)熱損失的功率減少輸電線路上的發(fā)熱損失的電壓UP1 . 為什么輸電線上有電能損失? 由于輸電線長(zhǎng)，電阻大，當(dāng)電流通過輸電線時(shí)，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時(shí)損失一部分電壓。輸電線上的功率損失(1)減小導(dǎo)線電阻2 . 如何減少電能損失?(2)減小輸

3、電線中的電流根據(jù)以上公式可知減少功率損失兩種方法：SLrr=UPI=由電阻定律知(1)減小導(dǎo)線電阻減小材料的電阻率。銀的電阻率最小，但價(jià)格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線。減小輸電線的長(zhǎng)度L不可行，因?yàn)橐ＷC輸電距離。3 可適當(dāng)增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟(jì)，架設(shè)又困難?？偨Y(jié)：不采用這個(gè)方法：減小導(dǎo)線電阻。(2)減小輸電線中的電流1.如何減小輸電線路中的電流呢?在輸出功率一定的條件下要想減小電流必須要提高電壓U總結(jié)：降低輸電損耗的兩個(gè)途徑之一：減少輸電線路上的發(fā)熱損失的功率中兩個(gè)方法中只有第二個(gè)方法：減小電流比較有效。而要減小電流必須要采用高壓電。降低輸電損耗的兩個(gè)途徑減少輸電線路

4、上的發(fā)熱損失的功率減少輸電線路上的發(fā)熱損失的電壓UP1 . 為什么輸電線上有電壓損失? 由于輸電線有電阻，當(dāng)電流通過輸電線時(shí)，輸電線上有一部分電壓損耗。輸電線上的電壓損失(1)減小導(dǎo)線電阻2 . 如何減少電壓損失?(2)減小輸電線中的電流根據(jù)以上公式可知減少電壓損失的兩種方法：SLrr=UPI=歐姆定律方法與途徑一：減小功率損失是一樣，最后結(jié)論：要采用高壓電。是不是輸電電壓越高越好?電壓越高，對(duì)輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。還有對(duì)電線絕緣的要求就越高，不經(jīng)濟(jì)。我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110 kV、220 kV、330 kV，輸電干線采用500 kV的超高壓，西北電網(wǎng)達(dá)到75

5、0kV。思考降低輸電損耗的兩個(gè)途徑減少損失的功率減少損失的電壓都需要采用高壓輸電。所以要綜合考慮各種因素。 從公式分析哪種途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更有效？ 由 可知，在輸電電流一定的情況下，線路電阻減為原來的一半，線路損耗的功率減為原來的一半。 在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，由 可知：線路中電流減為原來的一半，而損耗的功率減為原來的四分之一。采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。 拓展知識(shí)計(jì)算用戶得到的功率P?在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流?損輸送用戶PPP-=練習(xí)： 輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求(1)輸

6、電線中的電流？輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓？(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)輸電線損失的功率？用戶得到的功率？(3)如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率？用戶得到的功率？(3) 62.5W 9937.5W提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié) 發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用戶升壓變壓器三、電網(wǎng)供電遠(yuǎn)距離高壓輸電過程示意圖U1U2U3 U4發(fā)電機(jī)升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器 用電器 交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖 遠(yuǎn)距離輸電原理圖功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=P損失+P3升壓變壓器降壓變壓器U1U4U2

7、U3用戶I2線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U發(fā)電站 在高壓輸電三個(gè)回路中，各部分的功率、電壓和電流關(guān)系如何？探究與交流：電壓關(guān)系：電流關(guān)系：升壓變壓器降壓變壓器U1U4U2U3R用I2線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U 采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)： 可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。輸送電路的計(jì)算步驟(1)畫出供電示意圖(2)以變壓器鐵心為界，分出各個(gè)回路，各回路可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分析。(3)各回路間通過線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系，總功率不變

8、等聯(lián)系。1.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列4個(gè)計(jì)算輸電線損耗的功率式子中，不正確的是( ) A、 B、 C、 D、課堂練習(xí)A2.一小型發(fā)電站通過升壓，降壓變壓器把電能輸給用戶。已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計(jì)變壓器的損耗。求：(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓；(2)輸電導(dǎo)線上的功率損失；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(4)用戶得到的功率。440kW2500V60kW10:13.某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5105 W，輸出電壓為