4.3 电能的远距离传输 课件 -2021-2022学年高二上学期物理鲁科版选修3-2

第3节 电能的远距离传输 ——电是如何到“我家” 学习目标： 1.建立关于电能输送的能量观念。了解从发电站到用户的输电过程。 2.知道远距离输电使用高压输电的原理，明确输电过程中变压器的作用，能够进行损失电压和功率的科学探究。 3.知道远距离输电线路的基本结构，会对远距离输电线路进行简单的定量计算。 秦山核电站具有完全中国自主知识产权，是我国大陆第一座核电站。结束了中国大陆无核电的历史，实现了零的突破。世界上第7个能够自行设计、建造核电站的国家。 自1991年至今已经服役30年，采用第三代核电技术，世界领先。今年延长服役期限20年。 信 息 窗： 电能是如何输送到远方的呢？ 能否将发电站与用户端用导线直接相连？ 活动探究1——模拟远距离输电 1、输电线电阻不可忽略： 2、输电线上的功率损失： 输电线路上存在 =IR线 如何减少输电线上的功率损失？ 活动探究2——小组合作探究 科学思维———在保持输电功率不变的前提下，怎样才能减少输电电流？ 思考：一台发电机，输出功率为1000kw,所用输电线的电阻是10 Ω，当分别用5kv、50kv电压输电时，试分别计算： （1）输电线上的电流 （2）输电功率损失 你能否设计一个高压输电的方案？画出输电线路示意图 活动探究3——小组合作探究 发电机的输出电压大约为几千伏 高压输电示意图 在高压交流输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ 物理建模（输电模型） 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 功率关系： 电压关系： 电流关系： 例题：一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户，如图示。已知某发电机组的输出功率是50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为15Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为10:1，不计变压器的损耗。求： （1）升压变压器的副线圈两端电压U2； （2）通过输电导线上的电流I2； （3）降压变压器的原线圈两端电压U3； （4）输电导线上损失的功率ΔP； （5）用户得到电压的电压U4； （6）用户得到的功率P4。 参考答案：（1）2 500 V （2）20A （3）2200V （4）6kW （5）220V （6）44 kW 现实生活中，交流高压输电的基本环节示意图： 发电站 升压变压器 高压输电 降压变压器 用户 是不是输电电压越高越好？为什么？ 讨论与交流： 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。 高压交流输电的不足之处： 1、导线和大地之间构成了“电容器”会产生“容抗” 2、输电线路上会产生“感抗” 最新输电技术——高压直流输电 我国超高压输电技术实现从“跟跑”到“领跑”的跨越： 2019年9月我国1100千伏特高压直流输电已投运，中国的特高压输变电技术成为国际标准，处于国际领先水平。 课堂小结： 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 R线： 电能的输送是一个理论性和技术性都很强的复杂的系统工程，我们在高中阶段对它仅仅是一个初步的了解。 作业布置： 完成教材P80练习2、3、5、6 谢谢聆听！ $