课件5.5.1 远距离输电１-高中物理选修3-2【一滴水】新课标版人教版

5.5 远距离输电 * 如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是： （ ） A. U 增大、I 增大、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1 不变 B. U 不变、I 减小、P1 增大 D A V ~ R1 R2 S 发电厂一般都建在离用电单位较远的地方，因此就需要把电能输送到远方。电能便于输送，用输电线把电源和用电设备连起来，就可以输送电能了。这是电能的突出优点。输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。 可靠----------少有故障和停电。 保质----------保证电能的质量（电压和频率稳定）。 经济----------输电线路建造和运行费用低（电能损耗 少、电价低。 电站站址 用户（负载） 远距离 能源丰富，有利开发 能源缺乏，用电量大 远距离输电的主要问题及解决方法 思考：有什么解决方法可以减少输电中功率损失？ 主要问题： 电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然 有一部分电能转化成热而损失掉。设输电电流为I， 输电线的电阻为R，则功率损失为 ∆P=I2R 我们要求这种损失不超过输送功率的10％ 一、输电导线上的功率损失 1.减少输电线的电阻 *选用电阻率小的金属作导线材料。 用银、金最好！ 不可行！ （一般用铝或铜） *增大导线的横截面 用110V把功率为200kW的电能用铝导线输送到10km以外的地方要使功率损失为输送功率的10%，导线横截面积应多大？ S≈96000mm2= 9.6平方分米！ 不可行！除非用常温下的超导体 ∆P=I2R= 2L P输 U输 S ( )2 .ρ L S R=ρ 200×103 110 ( ) 2 20×103= ×2.9×10-8× 2×10 ×103 s 2.减小输电线上的电流 在导线电阻不变的情况下，电流如减小到原来的百分之一，功率损失∆P=I2R减小到原来的万分之一。 输送功率不能变动，由P=UI知，必须提高输电电压U。 注意：区分输电电压和输电导线电阻上的电压！ 如其他条件不变，把输电电压提高100倍，（11000V），电线的横截面积需多大？ 大约只需9.6平方毫米 ！ 200×103 110 ( ) 2 20×103= ×2.9×10-8× 2×10 ×103 s 9.6平方分米！ 11000 二、输电线路上的电压损失 P‘= U’I=(U−IR)I=UI−I2R=P− ∆P 输送给用电设备的电压 输电线上的功率损失 输电线上的电压损失 输入给用电设备的功率 发电站的输送功率 注意！输电电压与线路损失电压不同。 对交流输电线路，电抗 （感抗和容抗）也造成电压损失，看书本P226 当输电电压较高，导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的损失还大！ 减小输电线路电压损失也要减小电阻（对低压照明电路有效），对高压输电电路只有减小电流才行。 总结：无论从减小输电中的功率损失，还是从减小电压损失来看，都要求提高输电电压，减小输电电流。 用电设备 ~ 发电厂 UP I U' ∆P ∆U ∆P=I2R ∆U=I R P=UI U−IR 三、输电线路示意图 =U1I1=U2I2 P1=P2 ∆P=I2R ∆U=I R U’2=U2−IR P’2=P3=U’2I2=U3I3 P’2=P2− ∆P=P2I2R 功率关系： 电压关系： ∆P ∆U、 ~ 用 户 U1 I2 P1 U2 U’2 U3 I1 P2 n1 n2 n3 n’2 低压输电线路： 输电电压220V------输电功率100kW以下， 距离为几 百米以内。 高压输电线路： 输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下， 距离为几十千米到上百千米。 超高压输电线路： 输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距 离为几百千米。 请同学们课后看书本P227图17-20 随堂练习： 发电机输出功率为100kW，输出电压是2