電能的輸送 高二物理【知識精講+備課精研+高效課堂】課件（2019人教版選擇性必修第二冊）

第三章交變電流3.4電能的輸送我國很多發(fā)電廠建在能源聚集的西部地區(qū),而用電量大的城市多在東部沿海地區(qū)。從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠距離輸電中，如何減少電能的損耗？輸送電能的基本要求1可靠保證供電線路可靠地工作，故障少3經(jīng)濟輸電線路建造和運行費用低，電能損耗少2保質(zhì)保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定各種用電設(shè)備都是按照一定的工作電壓設(shè)計的，電壓過低或過高，用電器都不能正常工作，甚至會造成損壞。使用交流的用電器還要求頻率穩(wěn)定。一、降低輸電損耗的兩個途徑發(fā)電廠用戶P損＝I2r輸電線上的功率損失：什么可能導(dǎo)致電能的損耗？（1）減小輸電線的電阻（2）減小輸電導(dǎo)線中的電流一、降低輸電損耗的兩個途徑（1）減小輸電線的電阻根據(jù)電阻定律，

：選用電阻率小的金屬材料L：輸電距離一定S：適當增大導(dǎo)線的橫截面積【例題1】把功率為200kW的電能用鋁線送到10km外的地方，如果用220V的電壓輸電，并且使功率損失為輸送功率的10%，鋁線的橫截面積應(yīng)為多大？（已知：鋁的電阻率2.9×10-8Ω

m）輸送功率200kW指的是什么功率？輸送功率P=P損+P用輸電電壓U=U線+U用輸電電壓220V是誰兩端的電壓？

導(dǎo)線橫截面積的增加是有一定限度的。過粗的導(dǎo)線會耗費太多的金屬材料，而且輸電線太重、太粗會給鋪設(shè)工作帶來困難，不滿足“經(jīng)濟”的要求。

解析：1.在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的幾分之一?在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半線路上損失的功率減為原來的幾分之一?2.通過第2步的兩項計算，你認為哪個途徑對于降低輸電

線路的損耗更為有效?3.怎樣計算用戶消耗的功率P?4.在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流？因為：P損=I2r1.電阻減半：2.減少電流對降低損耗更有效電流減半：3.P=P損+P用P用=P-P損P用=UI-I2r4.要想在用戶得到的功率不變的前提下降低電流I，那就要提高輸送電壓U。一、降低輸電損耗的兩個途徑（2）減小輸電導(dǎo)線中的電流——提高輸送電壓U（高壓輸電）P用=UI-I2rP損=I2rP=UI，P損變?yōu)?/n2

。U提高n倍，I降低為1/n，p不變

依照不同情況（距離遠近、輸送功率大小等）選擇合適的輸電電壓。

目前我國遠距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已經(jīng)采用500kV和750kV的超高壓，西北電網(wǎng)甚至達到1100kV的特高壓。解析：【例題2】中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電，是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設(shè)甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響．則(

)A．輸電電流變?yōu)樵瓉淼?倍

B．輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C．輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?/2

D．輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?/2C二、電網(wǎng)供電1.電能輸送的基本模型升壓變壓器降壓變壓器二、電網(wǎng)供電1.電能輸送的基本模型升壓變壓器降壓變壓器二、電網(wǎng)供電10千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏發(fā)電機和變壓器∶決定電壓用戶∶決定功率和電流缺陷：產(chǎn)能浪費2.一對一供電二、電網(wǎng)供電3.電網(wǎng)供電優(yōu)點：合理調(diào)度電力，減少斷電風險我國的電網(wǎng)：國家電網(wǎng)和南方電網(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二、電網(wǎng)供電4.輸電線路中的參量關(guān)系U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4U2=U損+U3傳輸過程電壓關(guān)系升壓變壓器降壓變壓器電流關(guān)系I2=Ir=I3功率關(guān)系P1=P2P3=P4P2=P損+P3減小輸電線的電阻減小輸電導(dǎo)線中的電流：提高輸電電壓（有效途徑）降低輸電損耗兩個途徑電能輸送的基本模型“多對多”的模式輸電技術(shù)的發(fā)展：直流高壓輸電電網(wǎng)供電發(fā)電廠交流變直流直流變交流用戶高壓輸電1、在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，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U1和輸電線上的電阻R均保持不變。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U2增大B.降壓變壓器的輸出電壓U4增大C.輸電線上損耗的功率減小D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大D2、從發(fā)電站輸出的功率為200kW，輸電線的總電阻為0.05?，用110V和11kV兩種電壓輸電。試估算兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失。解析：輸電電壓為U1=110V時，輸電電流I1,有電壓損失輸電電壓為U2=11kV時，輸電電流I2,有電壓損失損失功率P=200kW3、某個小水電站發(fā)電機的輸出功率為100kW，發(fā)電機的電壓為250V。通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為8?，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸電線上損失的功率控制位5kW（即