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

第4節(jié)電能的輸送

三峽水電站世界上最大的水電站亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電站新疆風(fēng)力發(fā)電站新西蘭地?zé)岚l(fā)電站大亞灣核電站秦山核電站奧克蘭拉斯維加斯尼加拉瀑布匹茨堡電站站址

用戶(hù)(負(fù)載)遠(yuǎn)距離能源豐富有利開(kāi)發(fā)能源缺乏用電量大怎樣才能更好的把發(fā)電站發(fā)的電輸送到用電區(qū)高壓輸電

為什么要高壓輸電？而不用低壓輸電呢？一、基本要求1.可靠:保證供電線路可靠工作,少有故障2.保質(zhì):保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定3.經(jīng)濟(jì):輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低,電能損耗小第4節(jié)電能的輸送如何才能做到電能損耗小呢？二、功率損失1.減小R線:2.減小I：升壓降流二、功率損失:一、基本要求可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)R用R線P損=I2R線I12UUn1n2UI2第4節(jié)電能的輸送思考與討論：P出=UIU、I都減小了，P出也減小了而我們往往要求輸送一定功率的電能UR用IR線

由公式I=可知：降低發(fā)電廠電壓U，電流I減小，P損=I2R線，這樣損失的功率才能減小。這種說(shuō)法是否正確？例1:輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10Ω，求(1)輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓?用戶(hù)得到的電壓?(2)輸電線損失的功率?用戶(hù)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(hù)得到的功率?(1)25A250V150V(2)6250W3750W(3)62.5W9937.5W111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111R用R線思考判斷(3)由P＝I2r可知，減小輸電線的電阻和降低輸電電流可減小輸電損失。(

)(4)高壓輸電是通過(guò)提高電壓，減小輸電電流來(lái)減少電路發(fā)熱損耗的。(

)√×√√交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)

發(fā)電站升壓變壓器降壓變壓器用戶(hù)發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→降壓變壓器→用電單位高壓線輸電遠(yuǎn)距離輸電示意圖思考判斷 (1)使用變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，用戶(hù)得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓。(

) (2)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，若升壓變壓器匝數(shù)比為1∶n，降壓變壓器匝數(shù)比為n∶1，則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等。(

) (3)電廠與用戶(hù)離得越遠(yuǎn)，用戶(hù)得到的交流電的頻率比電廠發(fā)出的交流電的頻率小得越多。(

) (4)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送電壓越高越好。()√×××三、遠(yuǎn)距離輸電規(guī)律R線R用

n1n2n3n4I1U1U4U2U損升壓變壓器降壓變壓器1.功率關(guān)系：EI2

I3I4U3U1I1=U2I2U3I3=U4I4U2I2=I22R線+U3I32.電壓關(guān)系：+U3U損U2=U4U3=n2n1U1U2=n4n3U2:輸送電壓U4:用戶(hù)電壓3.電流關(guān)系：=I線I3I2=I4I3=n1n2I1I2=n3n4I線:輸送電流用戶(hù)決定：①電流②功率③U3、U4發(fā)電廠決定：U1、U2思考與討論：

由P=U2/R，可知輸送電壓越高，損失的功率越多，這種說(shuō)法是否正確？R線R用

n1n2n3n4I1U1U4U2U損升壓變壓器降壓變壓器EI2

I3I4U3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。我國(guó)常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV的超高壓，西北電網(wǎng)達(dá)到750kV。思考輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)線截面積較大時(shí)，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。小結(jié)

[例2]

發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220V，輸出功率44kW，輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶(hù)。 (1)畫(huà)出全過(guò)程的線路示意圖； (2)求用戶(hù)得到的電壓和功率； (3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶(hù)，求用戶(hù)得到的電壓和功率。(2)219.6V

4.392×104

W(3)180V

3.6×104W[針對(duì)訓(xùn)練2]

(多選)如圖1所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用總電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶(hù)再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶(hù)使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器).對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)A.輸電線上的損失功率為300WB.升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100C.降壓變壓器的輸入電壓為4970VD.降壓變壓器的匝數(shù)比為100∶1AC例3.(多選)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為熱敏電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小。電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)。未發(fā)生火情時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說(shuō)法中正確的是(

)A.降壓變壓器副線圈輸出的

交變電流頻率為50HzB.未發(fā)生火情時(shí)，遠(yuǎn)距離輸

電線路損耗功率為180kWC.當(dāng)R2所在處發(fā)生火情時(shí)，

電壓表V的示數(shù)變大D.當(dāng)R2所在處發(fā)生火情時(shí)，

輸電線上的電流變大AD例4.風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保能源，近年來(lái)得到了快速發(fā)展，如圖5所示的風(fēng)車(chē)陣中發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓是250V，用戶(hù)需要的電