《3.1高壓輸電原理》知識清單

《3.1高壓輸電原理》知識清單3.1高壓輸電原理知識清單一、電能輸送的基本情況1、**電能輸送的必要性**-發(fā)電廠往往建在能源產(chǎn)地，而用戶分布在各個地方，所以需要將電能輸送到遠(yuǎn)方。比如，火力發(fā)電廠可能建在煤礦附近，而城市里的工廠、家庭等都需要用電，這就需要把電送過去。2、**電能損失問題**-在電能輸送過程中，由于導(dǎo)線有電阻，根據(jù)焦耳定律（焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比，公式為Q=I2Rt），電流通過導(dǎo)線時會產(chǎn)生熱量，造成電能損失。-電能損失主要表現(xiàn)為熱能形式，這部分能量沒有被用戶利用，是一種浪費。二、減少電能損失的方法1、**減小輸電電流**-根據(jù)焦耳定律，當(dāng)電阻和時間一定時，電流越小，產(chǎn)生的熱量就越少，電能損失也就越小。-但是根據(jù)公式P=UI（功率等于電壓乘以電流），在輸送功率一定的情況下，要減小電流，就需要提高電壓。這就是高壓輸電的基本原理。2、**減小輸電線路的電阻**-由電阻的公式R=ρL/S（ρ是電阻率，L是導(dǎo)線長度，S是導(dǎo)線橫截面積）可知，可以通過使用電阻率小的材料（比如銅比鐵的電阻率?。?、減小導(dǎo)線長度、增大導(dǎo)線橫截面積來減小電阻。不過，減小導(dǎo)線長度在實際中往往受到距離的限制，增大導(dǎo)線橫截面積會增加成本，所以這兩種方法有一定的局限性，相比之下，提高電壓減小電流是更有效的減少電能損失的方法。三、高壓輸電的原理和相關(guān)計算1、**原理闡述**-發(fā)電廠輸出功率為P，輸電電壓為U，則輸電電流為I=P/U。提高輸電電壓，電流就會減小，從而減少電能損失。-在遠(yuǎn)距離輸電時，往往要經(jīng)過升壓變壓器將電壓升高，到達(dá)用戶端再經(jīng)過降壓變壓器將電壓降低到合適的值供用戶使用。2、**相關(guān)計算**-例如，發(fā)電廠輸出功率為1000千瓦，若輸電電壓為10千伏，根據(jù)公式I=P/U，輸電電流為I=1000000瓦/10000伏=100安。若將輸電電壓升高到100千伏，輸電電流則為I=1000000瓦/100000伏=10安?？梢钥吹剑妷荷吆?，電流大幅減小。四、互動環(huán)節(jié)與習(xí)題1、**互動環(huán)節(jié)**-老師：同學(xué)們，大家想想，如果我們要給一個很遠(yuǎn)的地方送電，導(dǎo)線很細(xì)，會有什么問題呀？-學(xué)生：會有很大的電能損失，因為電阻大。-老師：非常好！那我們怎么解決這個問題呢？-學(xué)生：可以用粗一點的導(dǎo)線，或者提高電壓。-老師：很棒！那如果導(dǎo)線長度不能改變，用粗導(dǎo)線有什么缺點呢？-學(xué)生：成本會增加。2、**習(xí)題**-發(fā)電廠輸出功率為500千瓦，輸電電壓為5千伏，求輸電電流。-如果將輸電電壓提高到50千伏，輸電電流變?yōu)槎嗌伲?答案：-當(dāng)輸電電壓為5千伏時，根據(jù)公式I=P/U，輸電電流為I=500000