人教版《電能的輸送-》課件1

第5節(jié)、電能的輸送物理選修3-2第五章第5節(jié)、電能的輸送物理選修3-2第五章11．電能輸送的優(yōu)點(diǎn)：2．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。經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗小?？煽?、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)．一、電能的輸送①電能來(lái)源廣泛。

②電能便于輸送。

③電能使用方便。

④電能是清潔能源。

1．電能輸送的優(yōu)點(diǎn)：2．輸送電能的基本要求：可靠：是指保證供2【遠(yuǎn)距離輸電面臨的問(wèn)題】“西電東送”，我國(guó)東西部距離遠(yuǎn)達(dá)數(shù)千公里，輸電線上的電阻肯定很大，輸電過(guò)程中的必然有損耗。輸電線電阻上消耗的功率：功率損失輸電線電阻上消耗的電壓：電壓損失【遠(yuǎn)距離輸電面臨的問(wèn)題】“西電東送”，我國(guó)東西部距離遠(yuǎn)3如何減少輸電中的功率損失？25A250V150V6250W3750W如何減少輸電中的功率損失？25A250V150V6250W34二、輸電線電阻上消耗的功率

１．功率損失:任何輸電線都有電阻，必然消耗功率。

設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為R，則輸電線電阻上消耗的功率為：P線=I2R(1)減小導(dǎo)線電阻(2)減小輸電線中的電流2、減少輸電線上功率的方法二、輸電線電阻上消耗的功率１．功率損失:任何輸電線都有電阻5一般選用鋁或銅縮短輸電距離兩地距離一定不可行增大導(dǎo)線的橫截面可行性思考選用電阻率小的金屬作導(dǎo)線材料導(dǎo)線太粗了、耗費(fèi)材料、增加成本；架設(shè)困難。？由電阻定律：一般選用鋁或銅縮短輸電距離兩地距離一定不可行增大導(dǎo)線的橫截面6（2）如果把輸電線上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，P損變?yōu)樵瓉?lái)的

。通過(guò)以上計(jì)算，那種方法更有效？【思考】如何減小輸電線中的電流呢？(1)根據(jù)輸電線電阻上消耗的功率=I2R，如果把輸電線電阻減小為原來(lái)的，P線變?yōu)樵瓉?lái)的_________。試一試（2）如果把輸電線上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，P損變?yōu)樵瓉?lái)的7（2）減小輸電電流I

①減小輸送功率P：電站的裝機(jī)容量一定，故電站向外輸送的電功率一定。即在實(shí)際中不可能以減少用戶(hù)功率來(lái)減少輸電線上的功率損失。②提高輸電電壓U：保持輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來(lái)的n倍，輸電線上的功率損失降為原來(lái)的1/n2倍．

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．（2）減小輸電電流I①減小輸送功率P：電站的裝機(jī)容82.減小輸電線上的電流:*提高輸送電壓

P總=UI4000V2.5A25V3975V62.5W9937.5WP線=I2R2.減小輸電線上的電流:*提高輸送電壓P總=UI4000V9三、輸電線路上的電壓損失１．電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末端電壓U?的差值，稱(chēng)為輸電線路上的電壓損失，U＝U－U?

=IR線，如圖所示：P`=U`I=(U?IR)I=UI?I2R=P??P輸電線上的功率損失輸入給用電設(shè)備的功率?P=I2R線輸電線上的電壓損失?U=IR線發(fā)電站的輸送功率P=UI輸送給用電設(shè)備的電壓U`=U?IR注意！輸電電壓與線路損失電壓不同。三、輸電線路上的電壓損失１．電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末10以后在計(jì)算時(shí)只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失．2．造成電壓損失的因素（1）輸電線電阻造成電壓損失U＝IR．（2）輸電線的感抗和容抗造成電壓損失．以后在計(jì)算時(shí)只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失．2．造成電壓損113．減小輸電線路上電壓損失的方法

（1）減小輸電線電阻R

用增大輸電導(dǎo)線的截面積來(lái)減小電阻對(duì)低壓照明電路有效，對(duì)高壓輸電線路效果不佳。

（2）減小輸電電流I在輸送電功率不變的前提下，提高輸電電壓是有效的措施。3．減小輸電線路上電壓損失的方法12

在遠(yuǎn)距離輸電中，各國(guó)都采用了高壓輸電，而且輸送功率越大，距離越遠(yuǎn)，電壓就越高。當(dāng)然，也不是電壓越高越好，電壓越高，線路及變壓器等設(shè)備的絕緣要求也越高，從而修建和維護(hù)輸電線路及設(shè)備的費(fèi)用也越高。在實(shí)際中，要綜合考慮各種因素，選用合適的輸電電壓及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。在遠(yuǎn)距離輸電中，各國(guó)都采用了高壓輸電，而且輸送功率越13實(shí)際生活中的遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式：

110kv220kv330kv500kv實(shí)際生活中的遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式：14四、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降壓變壓器用戶(hù)四、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降壓變壓15遠(yuǎn)距離輸電示意圖遠(yuǎn)距離輸電示意圖16輸電線路中的參量關(guān)系I2I1U損、P損I4I3U4~U1

P1U2U3P2n1n2n4n3P3P4發(fā)電廠用戶(hù)輸電線路中的參量關(guān)系I2I1U損、P損I4I3U4~U11714223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器1、功率關(guān)系：2、電壓關(guān)系：①升壓變壓器：

P1=P2②降壓變壓器：P3=P4③傳輸過(guò)程：P2=Pr+P3①升壓變壓器：

②降壓變壓器：③傳輸過(guò)程：14223UUUURIF用線rI1I3I4n1n2n3n1814223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器3、電流關(guān)系：③傳輸過(guò)程：②降壓變壓器：①升壓變壓器：

4、輸電導(dǎo)線上損耗的功率：14223UUUURIF用線rI1I3I4n1n2n3n19練習(xí)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(guò)導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校輸入電壓為U2,下列四個(gè)計(jì)算輸電線損耗的式子中，不正確的是()A.B.C.D.A練習(xí)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20練習(xí)2.用10kV高壓輸送電功率為100kW的交流電，在輸電線上損失2％的電功率，輸電線的總電阻為_(kāi)_______Ω；若改用5kV電壓輸送100kW的交流電，輸電線上損失的電功率為_(kāi)_______kW.練習(xí)3.從甲地通過(guò)某輸電線向乙地輸送1.0×105kW電功率，如果用5.5×103V電壓送電，輸電線上損失的電功率為4.0×l02kW;如果改用1.1×l05V電壓送電，輸電線上損失的電功率為_(kāi)_______kW，若要求兩次損失的電功率相同，則兩次所用導(dǎo)線的橫截面積之比為S1：S2=________.2081400：1練習(xí)2.用10kV高壓輸送電功率為100kW的交流電，在輸電21科學(xué)漫步1、直流輸電技術(shù)2、超導(dǎo)電纜輸電科學(xué)漫步1、直流輸電技術(shù)221降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。2遠(yuǎn)距離交流高壓輸電。3知道電能輸送的優(yōu)點(diǎn)和基本要求。4了解電網(wǎng)供電及其優(yōu)點(diǎn)。5學(xué)習(xí)建構(gòu)物理模型。6節(jié)約用電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。課堂小節(jié)1降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。2遠(yuǎn)距離交流高壓輸電。3知道電能輸23功率關(guān)系電壓關(guān)系電流關(guān)系U2=U損

+U3P3=P4I2=I3P2=P損+P3P1=P2輸電線路中的參量關(guān)系功率關(guān)系電壓關(guān)系電流關(guān)系U2=U損+U3P3=P4I2=24STS交流輸電還面臨哪些問(wèn)題？大面積停電引發(fā)的思考？存在直流輸電嗎？STS交流輸電還面臨哪些問(wèn)題？大面積停電引發(fā)的思考？存在直流25【例1】將電廠發(fā)出的400V電壓通過(guò)升壓變壓器，采用10kV電壓輸送10kW的電功率，線路總電阻為10歐。（1）升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比是多少？（2）輸電導(dǎo)線中的電流是多少？線路損失的電壓是？若降壓器的匝數(shù)比為45︰1，用戶(hù)得到的電壓是多少？（3）輸電線路中損失的電功率是多少？用戶(hù)得到的功率有多少？1︰251A10V220V10W9990W簡(jiǎn)單輸送電路的計(jì)算和步驟①畫(huà)出供電圖②以變壓器鐵心為界線分出各個(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(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系,總功率不變等聯(lián)系求解。【例1】將電廠發(fā)出的400V電壓通過(guò)升壓變壓器，采用10kV26U1U4U2U3R用I2Fr線

I1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?例2、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為1.0×103V，假如輸電線的總電阻10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶(hù)使用電壓380V，求：U1U4U2U3R用I2Fr線I1I3I4n1n2n3n27解：輸電線路上損耗的功率P損=P×5﹪=25000W由P=I2R得輸電線路中電流I2=50A又P1=P2U2=P/I2=10000VU1=1000V由得n1:n2=1:10線損U線=I2R線=50×10V=500VU3=U2–U線=9500V又U4=380V由得n3:n4=25:1解：輸電線路上損耗的功率P損=P×5﹪=25000W28例3、一臺(tái)發(fā)電機(jī)端電壓為5000V，輸出功率104kW，向400km外的用戶(hù)輸電，輸電線的電阻率ρ＝1.7×10-8Ω/m，橫截面積S＝0.85cm2，輸電導(dǎo)線上的電功率損失要求不超過(guò)輸出功率的4%，則在輸電時(shí)，電壓應(yīng)升高到多少伏?所用的升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器r線=ρ×2L/S=1.7×10-8×8×105/0.85×10-4=160ΩU1=5000(v)P1=107(W)Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)I22=Pr/r=4×105/160I2=2×102/4=50(A)U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2×105(V)n1/n2=U1/U2=5×103/2×105=1/40若用戶(hù)電壓為220V,則降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?U3=U2-UrUr=I2r=8000(V)U3=U2-Ur=200000-8000=192000(V)n3/n4=U3/U4=192000/220=96×103/11例3、一臺(tái)發(fā)電機(jī)端電壓為5000V，輸出功率104kW，向429例4.

有一條河流，河水流量為4m3/s，落差為5m，現(xiàn)利用它來(lái)發(fā)電，使用的發(fā)電機(jī)總效率為50％，發(fā)電機(jī)輸出電壓為350V，輸電線的電阻為4Ω，允許輸電線上損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5％，而用戶(hù)所需要電壓為220V，求所用的升壓、降壓變壓器上原、副線圈的匝數(shù)比．g=9.8m/s2線路上損耗的功率為Pr=4900W，∵Pr=I2

2r,∴電流為I2=35A，線路上的電壓為Ur=I2r=140V，U2=P2/I2=2800V,∴n1／n2=U1／U2=350／2800=1／8U3=U2-Ur=2660VU4=220Vn3／n4=U3／U4=2660／220≈12／1機(jī)械功率P=mgh/t=1000×4×9.8×5=1.96×105W發(fā)電機(jī)的輸出功率P1=0.5×P=9.8×104W14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4

升壓變壓器

降壓變壓器例4.有一條河流，河水流量為4m3/s，落差30~R例5、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？⑶輸電線上損耗的電功率多大？輸電效率多大？（4）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，則發(fā)電機(jī)的輸出功率是否也減半？⑴所有燈都正常工作的總功率為：P4=22×6×40=5280W，

用電器總電流為

輸電線上的電流

降壓變壓器上：

U3=4U4=880V輸電線上的電壓損失為：UR=IRR=24V因此升壓變壓器的輸出電壓為U2=UR+U3=904V，

輸入電壓為U1=U2/4=226V，

輸入電流為I1=4I2=24A，

所以發(fā)電機(jī)輸出功率為P出=U1I1=5424W⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E=U1+I1r=250V⑶輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144W輸電效率η=P4/P1=5280/5424=97.3%（4）P′4=22×3×40=2640W

I′4=2640/220=12

I′2=I′4/4=3(A)PR′=I′R2R=144/4=36(W)P1′=P′4+P′r=2640+36=2676(W)≠P1/2~R例5、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變31例6、發(fā)電站發(fā)電機(jī)端電壓u＝5000sin314tV，輸出功率5000kW，遠(yuǎn)距離輸電線的電阻為80Ω，輸電線上功率損耗要求不超過(guò)總功率的4%，則(1)所用升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比多大?(2)到達(dá)用戶(hù)區(qū)使用匝數(shù)比為192：1的降壓變壓器，對(duì)負(fù)載電阻為10Ω的用電器供電，最多可接這樣的用電器幾個(gè)?14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器(1)U1=5000VPr=I22r=0.04P1=2×105WP1=5×106WI2=50(A)I1=P1/U1=103n1/n2=I2/I1=50/1000=1/20(2)U2=n2U1/n1=105U3=U2-Ur=105-50×80=96×103(v)I4=n3I3/n4=192×50=9600(A)R用=U4/I4=500/9600=10/nn=192U4=n4U3/n3=96000/192=500V例6、發(fā)電站發(fā)電機(jī)端電壓u＝5000sin314tV32因?yàn)椤俺拚劺潇o下來(lái)或服用漸進(jìn)主義的鎮(zhèn)靜劑”對(duì)于推進(jìn)美國(guó)的民主進(jìn)程沒(méi)有絲毫意義。他殷勤，那是他剛剛愛(ài)上你；他笨拙，那是他深深?lèi)?ài)著你；他從容，那是他已厭倦你。偶爾要回頭看看，否則永遠(yuǎn)都在追尋，而不知道自己失去了什么。

對(duì)于攀登者來(lái)說(shuō)，失掉往昔的足跡并不可惜，迷失了繼續(xù)前時(shí)的方向卻很危險(xiǎn)。不要讓追求之舟停泊在幻想的港灣，而應(yīng)揚(yáng)起奮斗的風(fēng)帆，駛向現(xiàn)實(shí)生活的大海。只有品味了痛苦，才能珍視曾經(jīng)忽略的快樂(lè);只有領(lǐng)略了平凡，才會(huì)收藏當(dāng)初丟棄的幸福。如果你希望成功，以恒心為良友，以經(jīng)驗(yàn)為參謀，以小心為兄弟，以希望為哨兵。思考是一件最辛苦的工作，這可能是為什么很少人愿意思考的原因。

因?yàn)椤俺拚劺潇o下來(lái)或服用漸進(jìn)主義的鎮(zhèn)靜劑”對(duì)于推進(jìn)美國(guó)的民主33第5節(jié)、電能的輸送物理選修3-2第五章第5節(jié)、電能的輸送物理選修3-2第五章341．電能輸送的優(yōu)點(diǎn)：2．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。經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗小。可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)．一、電能的輸送①電能來(lái)源廣泛。

②電能便于輸送。

③電能使用方便。

④電能是清潔能源。

1．電能輸送的優(yōu)點(diǎn)：2．輸送電能的基本要求：可靠：是指保證供35【遠(yuǎn)距離輸電面臨的問(wèn)題】“西電東送”，我國(guó)東西部距離遠(yuǎn)達(dá)數(shù)千公里，輸電線上的電阻肯定很大，輸電過(guò)程中的必然有損耗。輸電線電阻上消耗的功率：功率損失輸電線電阻上消耗的電壓：電壓損失【遠(yuǎn)距離輸電面臨的問(wèn)題】“西電東送”，我國(guó)東西部距離遠(yuǎn)36如何減少輸電中的功率損失？25A250V150V6250W3750W如何減少輸電中的功率損失？25A250V150V6250W337二、輸電線電阻上消耗的功率

１．功率損失:任何輸電線都有電阻，必然消耗功率。

設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為R，則輸電線電阻上消耗的功率為：P線=I2R(1)減小導(dǎo)線電阻(2)減小輸電線中的電流2、減少輸電線上功率的方法二、輸電線電阻上消耗的功率１．功率損失:任何輸電線都有電阻38一般選用鋁或銅縮短輸電距離兩地距離一定不可行增大導(dǎo)線的橫截面可行性思考選用電阻率小的金屬作導(dǎo)線材料導(dǎo)線太粗了、耗費(fèi)材料、增加成本；架設(shè)困難。？由電阻定律：一般選用鋁或銅縮短輸電距離兩地距離一定不可行增大導(dǎo)線的橫截面39（2）如果把輸電線上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，P損變?yōu)樵瓉?lái)的

。通過(guò)以上計(jì)算，那種方法更有效？【思考】如何減小輸電線中的電流呢？(1)根據(jù)輸電線電阻上消耗的功率=I2R，如果把輸電線電阻減小為原來(lái)的，P線變?yōu)樵瓉?lái)的_________。試一試（2）如果把輸電線上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，P損變?yōu)樵瓉?lái)的40（2）減小輸電電流I

①減小輸送功率P：電站的裝機(jī)容量一定，故電站向外輸送的電功率一定。即在實(shí)際中不可能以減少用戶(hù)功率來(lái)減少輸電線上的功率損失。②提高輸電電壓U：保持輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來(lái)的n倍，輸電線上的功率損失降為原來(lái)的1/n2倍．

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．（2）減小輸電電流I①減小輸送功率P：電站的裝機(jī)容412.減小輸電線上的電流:*提高輸送電壓

P總=UI4000V2.5A25V3975V62.5W9937.5WP線=I2R2.減小輸電線上的電流:*提高輸送電壓P總=UI4000V42三、輸電線路上的電壓損失１．電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末端電壓U?的差值，稱(chēng)為輸電線路上的電壓損失，U＝U－U?

=IR線，如圖所示：P`=U`I=(U?IR)I=UI?I2R=P??P輸電線上的功率損失輸入給用電設(shè)備的功率?P=I2R線輸電線上的電壓損失?U=IR線發(fā)電站的輸送功率P=UI輸送給用電設(shè)備的電壓U`=U?IR注意！輸電電壓與線路損失電壓不同。三、輸電線路上的電壓損失１．電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末43以后在計(jì)算時(shí)只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失．2．造成電壓損失的因素（1）輸電線電阻造成電壓損失U＝IR．（2）輸電線的感抗和容抗造成電壓損失．以后在計(jì)算時(shí)只考慮輸電線電阻所造成的電壓損失．2．造成電壓損443．減小輸電線路上電壓損失的方法

（1）減小輸電線電阻R

用增大輸電導(dǎo)線的截面積來(lái)減小電阻對(duì)低壓照明電路有效，對(duì)高壓輸電線路效果不佳。

（2）減小輸電電流I在輸送電功率不變的前提下，提高輸電電壓是有效的措施。3．減小輸電線路上電壓損失的方法45

在遠(yuǎn)距離輸電中，各國(guó)都采用了高壓輸電，而且輸送功率越大，距離越遠(yuǎn)，電壓就越高。當(dāng)然，也不是電壓越高越好，電壓越高，線路及變壓器等設(shè)備的絕緣要求也越高，從而修建和維護(hù)輸電線路及設(shè)備的費(fèi)用也越高。在實(shí)際中，要綜合考慮各種因素，選用合適的輸電電壓及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。在遠(yuǎn)距離輸電中，各國(guó)都采用了高壓輸電，而且輸送功率越46實(shí)際生活中的遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式：

110kv220kv330kv500kv實(shí)際生活中的遠(yuǎn)距離輸電我國(guó)目前采用的遠(yuǎn)距離輸電方式：47四、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降壓變壓器用戶(hù)四、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降壓變壓48遠(yuǎn)距離輸電示意圖遠(yuǎn)距離輸電示意圖49輸電線路中的參量關(guān)系I2I1U損、P損I4I3U4~U1

P1U2U3P2n1n2n4n3P3P4發(fā)電廠用戶(hù)輸電線路中的參量關(guān)系I2I1U損、P損I4I3U4~U15014223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器1、功率關(guān)系：2、電壓關(guān)系：①升壓變壓器：

P1=P2②降壓變壓器：P3=P4③傳輸過(guò)程：P2=Pr+P3①升壓變壓器：

②降壓變壓器：③傳輸過(guò)程：14223UUUURIF用線rI1I3I4n1n2n3n5114223UUUURIF用線

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器3、電流關(guān)系：③傳輸過(guò)程：②降壓變壓器：①升壓變壓器：

4、輸電導(dǎo)線上損耗的功率：14223UUUURIF用線rI1I3I4n1n2n3n52練習(xí)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(guò)導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校輸入電壓為U2,下列四個(gè)計(jì)算輸電線損耗的式子中，不正確的是()A.B.C.D.A練習(xí)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53練習(xí)2.用10kV高壓輸送電功率為100kW的交流電，在輸電線上損失2％的電功率，輸電線的總電阻為_(kāi)_______Ω；若改用5kV電壓輸送100kW的交流電，輸電線上損失的電功率為_(kāi)_______kW.練習(xí)3.從甲地通過(guò)某輸電線向乙地輸送1.0×105kW電功率，如果用5.5×103V電壓送電，輸電線上損失的電功率為4.0×l02kW;如果改用1.1×l05V電壓送電，輸電線上損失的電功率為_(kāi)_______kW，若要求兩次損失的電功率相同，則兩次所用導(dǎo)線的橫截面積之比為S1：S2=________.2081400：1練習(xí)2.用10kV高壓輸送電功率為100kW的交流電，在輸電54科學(xué)漫步1、直流輸電技術(shù)2、超導(dǎo)電纜輸電科學(xué)漫步1、直流輸電技術(shù)551降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。2遠(yuǎn)距離交流高壓輸電。3知道電能輸送的優(yōu)點(diǎn)和基本要求。4了解電網(wǎng)供電及其優(yōu)點(diǎn)。5學(xué)習(xí)建構(gòu)物理模型。6節(jié)約用電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。課堂小節(jié)1降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。2遠(yuǎn)距離交流高壓輸電。3知道電能輸56功率關(guān)系電壓關(guān)系電流關(guān)系U2=U損

+U3P3=P4I2=I3P2=P損+P3P1=P2輸電線路中的參量關(guān)系功率關(guān)系電壓關(guān)系電流關(guān)系U2=U損+U3P3=P4I2=57STS交流輸電還面臨哪些問(wèn)題？大面積停電引發(fā)的思考？存在直流輸電嗎？STS交流輸電還面臨哪些問(wèn)題？大面積停電引發(fā)的思考？存在直流58【例1】將電廠發(fā)出的400V電壓通過(guò)升壓變壓器，采用10kV電壓輸送10kW的電功率，線路總電阻為10歐。（1）升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比是多少？（2）輸電導(dǎo)線中的電流是多少？線路損失的電壓是？若降壓器的匝數(shù)比為45︰1，用戶(hù)得到的電壓是多少？（3）輸電線路中損失的電功率是多少？用戶(hù)得到的功率有多少？1︰251A10V220V10W9990W簡(jiǎn)單輸送電路的計(jì)算和步驟①畫(huà)出供電圖②以變壓器鐵心為界線分出各個(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(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系,總功率不變等聯(lián)系求解?！纠?】將電廠發(fā)出的400V電壓通過(guò)升壓變壓器，采用10kV59U1U4U2U3R用I2Fr線

I1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?例2、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為1.0×103V，假如輸電線的總電阻10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶(hù)使用電壓380V，求：U1U4U2U3R用I2Fr線I1I3I4n1n2n3n60解：輸電線路上損耗的功率P損=P×5﹪=25000W由P=I2R得輸電線路中電流I2=50A又P1=P2U2=P/I2=10000VU1=1000V由得n1:n2=1:10線損U線=I2R線=50×10V=500VU3=U2–U線=9500V又U4=380V由得n3:n4=25:1解：輸電線路上損耗的功率P損=P×5﹪=25000W61例3、一臺(tái)發(fā)電機(jī)端電壓為5000V，輸出功率104kW，向400km外的用戶(hù)輸電，輸電線的電阻率ρ＝1.7×10-8Ω/m，橫截面積S＝0.85cm2，輸電導(dǎo)線上的電功率損失要求不超過(guò)輸出功率的4%，則在輸電時(shí)，電壓應(yīng)升高到多少伏?所用的升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器r線=ρ×2L/S=1.7×10-8×8×105/0.85×10-4=160ΩU1=5000(v)P1=107(W)Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)I22=Pr/r=4×105/160I2=2×102/4=50(A)U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2×105(V)n1/n2=U1/U2=5×103/2×105=1/40若用戶(hù)電壓為220V,則降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?U3=U2-UrUr=I2r=8000(V)U3=U2-Ur=200000-8000=192000(V)n3/n4=U3/U4=192000/220=96×103/11例3、一臺(tái)發(fā)電機(jī)端電壓為5000V，輸出功率104kW，向462例4.

有一條河流，河水流量為4m3/s，落差為5m，現(xiàn)利用它來(lái)發(fā)電，使用的發(fā)電機(jī)總效率為50％，發(fā)電機(jī)輸出電壓為350V，輸電線的電阻為4Ω，允許輸電線上損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5％，而用戶(hù)所需要電壓為220V，求所用的升壓、降壓變壓器上原、副線圈的匝數(shù)比．g=9.8m/s2線路上損耗的功率為Pr=4900W，∵Pr=I2

2r,∴電流為I2=35A，線路上的電壓為Ur=I2r=140V，U2=P2/I2=2800V,∴n1／n2=U1／U2=350／2800=1／8U3=U2-Ur=2660VU4=220Vn3／n4=U3／U4=2660／220≈12／1機(jī)械功率P=mgh/t=1000×4×9.8×5=1.96×105W發(fā)電機(jī)的輸出功率P1=0.5×P=9.8×104W14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4

升壓變壓器

降壓變壓器例4.有一條河流，河水流量為4m3/s，落差63~R例5、學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？⑶輸電線上損耗的電功率多大？輸電效率多大？