人教版高中物理选修3-2课件：5.5电能的输送 (2份打包)

第五章 交变电流 三峡水电站 新西兰地热发电站 大亚湾核电站 秦山核电站 奥克兰 拉斯维加斯 尼加拉瀑布 橘子洲夜景 电站站址 用户(负载) 能源丰富有利开发 能源缺乏用电量大 电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。 远距离 * 输送电能的基本要求： 可靠、保质、经济 可靠：是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电 保质：是指保证电能的质量,即电压和频率稳定 经济：是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小 1、为什么输电线上有电能损失? 　由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压. 一、输电线上的功率损失 * (1)减小导线电阻 2、如何减少电能损失? (2)减小输电线中的电流 由电阻定律知 (1)减小导线电阻 ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线. ②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离. ③增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难. 方法 (2)减小输电线中的电流 思考与讨论 1.怎样计算输电线路损失的功率? 2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/? 3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效? 4.怎样计算用户消耗的功率P? 5.在保证用户的电功率一定的前提下（P 比较小）,怎样才能减小输电电流? 损 损 输送 用户 P P P - = 练习1： 输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压? (1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W (2)输电线损失的功率?用户得到的功率? (3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率? 提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法 (3) 62.5W 9937.5W 交流高压输电的基本环节 发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位 发电站 升压变压器 高压输电线 降压变压器 用户 U1 U2 U3 U4 发电机 升压变压器 高压输电线路 降压变压器 用电器 交流高压输电基本环节示意图 二、远距离输电原理图 功率关系： P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 升压变压器 降压变压器 电压关系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 升压变压器 降压变压器 3 2 4 3 4 3 2 1 2 1 , , U U U n n U U n n U U r + = = = 电流关系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 升压变压器 降压变压器 发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是( ) A、 B、 C、 D、 练习2 A 远距离输电示意图 是不是输电电压越高越好? 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。 远距离输电 我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。 思考 输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。 三、电网供电 采用电网供电的优点： 可以在能源产地使用大容量发电机组,降低一次能源的输送成本,获得最大的经济效益.同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区电力供需平衡,保障供电质量. 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,这就是电网. 练习3.某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为1.0×103 V，假如输电线的总电阻10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压380 V