【優(yōu)化方案】高中物理 第3節(jié) 電能的遠(yuǎn)距離傳輸課件

第3節(jié)電能的遠(yuǎn)距離傳輸課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)之一，知道輸電過(guò)程．2．理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓．3．知道輸電線上電壓和電功率的損失和如何減少損失．重點(diǎn)難點(diǎn)：高壓輸電的原理及功率損耗計(jì)算．

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第3節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、為什么要采用高壓輸電1．電功率損失：電流流過(guò)輸電導(dǎo)線時(shí)，電流的熱效應(yīng)會(huì)引發(fā)_______的損失．損失的電功率P＝_____，即在輸電線路上由于發(fā)熱而損耗的電功率與電阻成正比，與電流的二次方成正比．因此，可以考慮通過(guò)減小輸電線____或減小輸送_____來(lái)減少電能輸送時(shí)的電功率損失．電功率I2R電阻電流2．電壓損失：導(dǎo)線有電阻，輸電線上______損失(損失的電壓U＝IR)，使得用電設(shè)備兩端的電壓比供電電壓____對(duì)于交流輸電線路，______和_____

(總稱為電抗)也會(huì)造成電壓損失．在輸送電功率不變的前提下，要減少電壓損失，只能采取_____輸電電流的方法．電壓低．感抗容抗減小3．高壓輸電：減小______就要增粗導(dǎo)線，增粗導(dǎo)線又帶來(lái)兩個(gè)不利：其一，耗費(fèi)更多的金屬材料；其二，會(huì)使電抗更大，造成更大的電壓損失．只有_____輸電電流才會(huì)避免上述問(wèn)題．由P＝UI可知，在保證輸送電功率P不變的情況下，必須提高輸送_______，才能減小電流I.輸送一定功率的電能，輸送電壓越高，輸電線中電流越小，導(dǎo)線因發(fā)熱而損耗的電能就越____，輸送線路中電壓的損失也就越_____電阻減小電壓U少小．思考感悟二、高壓交流輸電1．在發(fā)電站內(nèi)要使用_____________，將電壓提升，然后向遠(yuǎn)處送電；到達(dá)目的地后，根據(jù)不同的需求再用___________，經(jīng)2～3次降壓，才輸送給用戶．2．現(xiàn)代供電系統(tǒng)把許多發(fā)電站連為一體，構(gòu)成龐大的交流輸電網(wǎng)，這就要求電網(wǎng)中的每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電并網(wǎng)時(shí)必須做到同步，即交變電流的_____必須相同．并聯(lián)輸電線中的交變電流的_____必須相同．升壓變壓器降壓變壓器頻率相位三、高壓直流輸電1．高壓直流輸電系統(tǒng)主要由_______、直流線路和________三部分構(gòu)成．實(shí)際上直流輸電系統(tǒng)只在輸電這個(gè)環(huán)節(jié)是直流，發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)仍是交流，輸電過(guò)程中只用兩根導(dǎo)線．2．在電能的傳輸方面，高壓直流輸電比高壓交流輸電有許多優(yōu)越性：第一，使用的輸電線材料方面直流比交流可以節(jié)省_____，電桿塔結(jié)構(gòu)也比交流電簡(jiǎn)單且省地；第二，穩(wěn)定的直流輸電不存在_____________引起的損耗；第三，不需考慮電網(wǎng)中的各臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的______運(yùn)行問(wèn)題．雖然優(yōu)點(diǎn)多多，但在換流設(shè)備的制造、價(jià)格等方面還存在問(wèn)題．整流站逆變站1/3感抗和容抗同步核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)應(yīng)用(即時(shí)突突破，，小試試牛刀刀)1．(2011年臺(tái)州州高二二檢測(cè)測(cè))在遠(yuǎn)距距離輸輸電過(guò)過(guò)程中中，為為減少少輸電電線路路上的的電能能損失失，可可采用用的最最佳方方法是是()A．使輸輸電線線粗一一些B．減短短輸電電線長(zhǎng)長(zhǎng)度C．減少少通電電時(shí)間間D．采用用高壓壓輸電電解析：：選D.減小輸輸電線線的長(zhǎng)長(zhǎng)度不不可行行，因因?yàn)橐ＷC證輸電電距離離．采采用直直徑更更大的的導(dǎo)線線，可可適當(dāng)當(dāng)增大大橫截截面積積，太太粗不不可能能，既既不經(jīng)經(jīng)濟(jì)又又架設(shè)設(shè)困難難．減減少用用電時(shí)時(shí)間也也不可可以，，要保保障工工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)及居居民正正常生生活用用電．．提高高輸電電電壓壓，減減小輸輸電線線上的的電流流是減減少電電能損損失的的最佳佳方法法，選選D.二、含含變壓壓器在在內(nèi)的的高壓壓輸電電線路路的分分析與與計(jì)算算1．輸電電過(guò)程程如圖圖4－3－1所示．．電路路被劃劃分為為三個(gè)個(gè)獨(dú)立立的回回路，，在每每個(gè)回回路中中，變變壓器器的原原線圈圈是回回路的的用電電器，，而相相應(yīng)的的副線線圈是是下一一個(gè)回回路的的電源源，每每個(gè)回回路均均可以以應(yīng)用用閉合合電路路歐姆姆定律律，串串、并并聯(lián)電電路規(guī)規(guī)律，，而變變壓器器的電電壓、、電流流、功功率關(guān)關(guān)系是是聯(lián)系系不同同回路路的橋橋梁．．圖4－3－1特別提醒醒：(1)用戶消耗耗的功率率決定輸輸送功率率，即用用戶和線線路總共共消耗多多少功率率，發(fā)電電站就輸輸送多少少功率，，這是能能量守恒恒定律和和變壓器器原理的的體現(xiàn)．．(2)抓住輸電電的兩頭頭——電源和用用電器；；分析一一條線——輸電線；；研究?jī)蓛纱坞妷簤鹤儞Q——升壓變壓壓器和降降壓變壓壓器．(3)注意輸送送電壓(功率)、損失電電壓(功率)、用戶電電壓(功率)三者區(qū)別別和數(shù)量量關(guān)系．．即時(shí)應(yīng)用用(即時(shí)突破破，小試試牛刀)2．如圖4－3－2為遠(yuǎn)距離離輸電線線路的示示意圖，，若發(fā)電電機(jī)的輸輸出電壓壓不變，，則下列列敘述中中正確的的是()圖4－3－2A．升壓變變壓器的的原線圈圈中的電電流與用用戶用電電設(shè)備消消耗的功功率無(wú)關(guān)關(guān)B．輸電線線中的電電流只由由升壓變變壓器原原、副線線圈的匝匝數(shù)比決決定C．當(dāng)用戶戶用電器器的總電電阻減小小時(shí)，輸輸電線上上損失的的功率增增大D．升壓變變壓器的的輸出電電壓等于于降壓變變壓器的的輸入電電壓課堂互動(dòng)講練類型一輸電線上電壓損失和功率損失例1某發(fā)電站站的輸出出功率為為104kW，輸出電電壓為4kV，通過(guò)理理想變壓壓器升壓壓后向80km遠(yuǎn)處用戶戶供電．．已知輸輸電線的的電阻率率為ρ＝2.4××10－8Ω·m，導(dǎo)線橫橫截面積積為1.5××10－4m2，輸電線線路損失失的功率率為輸出出功率的的4%，求：(1)升壓變壓壓器的輸輸出電壓壓；(2)輸電線路路上的電電壓損失失．(2)輸電線路上的的電壓損失U損＝I·2r＝125×12.8×2V＝3.2kV.【答案】(1)80kV(2)3.2kV【方法總結(jié)】遠(yuǎn)距離輸電中中，必須區(qū)分分輸電電壓及及輸電導(dǎo)線上上的損失電壓壓，輸電導(dǎo)線線損失功率就就是由于其電電阻R發(fā)熱損失的功功率，計(jì)算時(shí)時(shí)要緊扣P損＝I2R去思考．發(fā)電機(jī)的端電電壓220V，輸出電功率率44kW，輸電導(dǎo)線的的電阻為0.2Ω，如果用初、、次級(jí)匝數(shù)之之比為1∶10的升壓變壓器器升壓，經(jīng)輸輸電線后，再再用初、次級(jí)級(jí)匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器器降壓供給用用戶．(1)畫(huà)出全過(guò)程的的輸電線路示示意圖．(2)求用戶得到的的電壓和功率率．類型二遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析例2【思路點(diǎn)撥】遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)問(wèn)題，先畫(huà)出出示意圖，抓抓住功率、電電壓、電流、、電阻之間的的關(guān)系，列出出相應(yīng)方程，，然后求解．．【自主解答】(1)輸電線路示意意圖如圖4－3－3所示．圖4－3－3