第3章 第4节　电能的远距离输送—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册同步学案

第4节　电能的远距离输送 学习目标：1.[科学思维]理解降低输电损耗的两个途径，理解高压输电的原理，会计算输电损失。　2.[物理观念]了解高压交流输电与直流输电及其优缺点。　3.[科学思维]掌握远距离输电的典型电路，并能利用电路知识，变压器规律等解决有关问题。 阅读本节教材，回答第69页“问题”并梳理必要知识点。 教材P69问题提示：在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。 一、常用高压输电的原因 1．两种损失比较 两种损失 主要原因 大小表示 减小办法 电功率损失 输电线有电阻电流产生焦耳热 ΔP＝I2R 减小R 减小I 电压损失 输电线电阻的电压降 ΔU＝IR 2.降低两种损失的途径——高压输电 输送一定功率电能，输电电压越高，输电线中电流越小，导线因发热而损耗的电能越少，线路上电压的损失也越少。 二、高压交流输电与直流输电 1．高压交流输电系统 (1)输电环节：在发电站附近用升压变压器升高电压，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用降压变压器降到所需电压。 (2)远距离输电电路图如图所示： 2．高压直流输电 (1)采用高压直流输电的原因 当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。 (2)高压直流输电系统的工作程序：交变电流升压后输送到整流器，把高压交变电流变换成高压直流电流，经由高压直流线路输送到用电地区后，逆变器将高压直流电流变换成高压交变电流，再经降压变压器降压。 (3)高压直流输电系统的优点 ①不存在感抗和容抗引起的损耗。 ②节省材料，输电结构简单，占地面积小。 ③不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。 三、电能的利用与社会发展 1．发电机、电动机在工业上的运用，克服了蒸汽机在使用过程中存在的不少难题，体现出许多优越性。与蒸汽机相比，电动机灵活、小巧、适应力强，更加广泛地应用于工业生产领域。 2．目前使用的电能，主要来自热能、水能、原子能、风能等其他形式的能量，这些能量转换为电能都离不开发电机。火力发电，是利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能将水加热，产生高压水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能，再通过外电路把电能输送出去；水力发电和风力发电则是直接利用水和风带动发