第05章 第5课时 电能的输送-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版选修3-2）浙江专用

第5课时　电能的输送 [研究选考·把握考情] 知识内容 电能的输送[来源:学科网][来源:学|科|网][来源:学科网][来源:Zxxk.Com] 考试要求[来源:学#科#网][来源:学科网] 加试c 教学要求 1.了解输电导线电能损失的主要原因，知道减少电能损失的两条途径 2.理解采用高压输电的原因，认识高压输电的局限性 3.认识电网的重要作用，认识电网安全对社会的重要性 4.会求解输电导线上的功率损失等问题 说明 不要求计算同时涉及升压、降压的输电问题 知识点一　降低输电损耗的两个途径 [基 础 梳 理] 1.输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障。 (2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定。 (3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。 2.降低输电损耗的两个途径 输电线上的功率损失ΔP＝I2R线，I为输电电流，R线为输电线的电阻。 (1)减小输电线的电阻 在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积。 (2)减小输电导线中的电流 为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。 [要 点 精 讲] 1.对损失电能的分析 任何输电线都有电阻，因此通过输电线向远方输送电能时，电流流过输电线，因输电线有电阻而发热，从而损失电功率。 设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失P损＝I2R。 设输送电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，则输电电流I＝。 ，输电线的电阻为R＝ρ 所以输电线上的功率损失可表示为P损＝(。 )2·ρ 2.对减小功率损失途径的理解 根据P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种。 (1)减小输电线的电阻R，根据R＝ρ 由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小L来减小R。 ①减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝做导线材料。 ②增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。 (2)减小输电电流I，根据I＝ ①减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减小功率损失的目的。 ②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损＝(。 )2·R知，输电线路上的功率损失将降为原来的 根据以上分析知，采用高压输电是减少输电线路上的功率损失最有效、最经济的措施。 【例1】 以下关于电能输送的说法正确的是(　　) A.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B.减小输电导线上功率损失的唯一方法是要采用高压输电 C.增大导线的横截面积可以减小输电导线上的功率损失 D.实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等 解析　输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。减小输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济。实际输电时，应综合考虑各种因素，故A、C、D正确。 答案　ACD 【例2】 某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是(　　) A.输电线上的电流I＝ B.输电线上的电流I＝ C.输电线上损失的功率P＝()2R D.输电线上损失的功率P＝ 解析　因输电线中电压降不是U，故不能用I＝)2R，故选项B、C正确。 ，功率损耗P＝I2R＝(求电流；由P0＝UI，知输电线上的电流I＝ 答案　BC 名师点睛　当输送功率P一定时，输电电流I输与输电电压U输成反比，即I输＝)2·R知，提高输送电压可以大幅度减小输电电流，减小电能在输送过程中的损失。，P损＝(求输电线中的电流，由I输＝，由于输电线虽是纯电阻用电器，但线路中的损耗电压不是U输，故不能用I输＝ 知识点二　远距离输电 [基 础 梳 理] 1.远距离输电的基本原理：远距离输电的基本电路如图1所示。 图1 在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降压，降到所需的电压。 2.电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。 3.电网送电的优点： (1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益； (2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。 (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。 [要 点 精 讲] 远距离输电的输送电路及其基本关系的理解 (1)输送过程图(如图2所示)： 图2 (2)对高压输电中几个电压的理解： ①输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。 ②用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4 ③损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(Δ