第三章 4. 电能的输送-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

重雄点手册高中物理选择性必修第二册J 第4节 电能的输送 重点和难点 课标要求 1.了解从变电站到用户的输电过程.知道远距离输电时应 重点：电能输送过程的能量损耗 用高电压的道理， 难点：远距离输电的基本原理 2.积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时 获得一定的成就感， 口01业备知识梳理。 基础梳理 (1)减小输电导线电阻，据R=ρ5有： 知识点1降低输电损耗的两个途径 ①减小输电线长度L:由于输电距离一定， 1.输送电能的基本要求 所以在实际中不可能通过减小L来减小R. (1)可靠：保证供电线路正常工作 ②减小电阻率ρ：日前一般用电阻率较小 (2)保质：保证供电质量，即电压和频率要 的铜或铝作导线材料. 稳定 ③增大导线的横截面积S:这要多耗费金 (3)经济：线路建设和运行的费用低，即能 属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来 耗少、电价低 很大的困难 2.输电过程中的损耗 (2)减小输电电流1，据1-号有： (1)电压损失U ①减小输送功率P:在实际中不能以用户 由于输电导线有电阻，电流通过导线时就 少用或不用电为代价来达到减小损耗的目的. 会产生电势降落，致使输电线路末端电压U ②提高输电电压U:在输送功率P一定， 比起始端电压U2要低，电压损失△U=U2 输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到 U3.对于交流输电线路来说，造成电压损失的 、2 原来的n倍，据P损= P ·R知，输电线上的 原因既有电阻又有感抗和容抗，其中电阻造成 的电压损失△U=IR.如果△U太大就会导致 功率损耗将降为原来的： 用电单位的用电器不能正常工作， 根据以上分析可知，采用高压输电是减小 (2)功率损失 输电线上电功率损耗最有效、最经济的措施 任何输电导线都有电阻，在输送电能的过 但也不是输电电压越高越好，电压越高，对输 程中，电流流经输电导线，导线就会发热，致使 电线路绝缘性能等的要求就越高，输电成本随 部分电功率损失掉 之增加.目前我国远距离输电采用的电压有 3.降低输电损耗的两个途径 110kV、220kV、330kV,输电干线已经采用 由P损=PR可知，减小输电导线电阻和减 500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达 小输电电流是降低输电损耗的两个基本途径. 到1100kV的特高压. 132 第三章_交变电流入乙OO 知识点2电网供电（4)输电导线上损耗的电功率 1.输电过程 如图所示，发电厂用升压变压器把发电机4电网及电网供电的优点 组输出的电压(10kV左右)升压到几百千伏再通过网状的输电线和变电站。将许多电厂 向远距离送电。到达用电区之后，由“一次高压和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的 变电站”降到一百千伏左右，在更接近用户的输电网络，这就是电网。实际运用电网供电的 地点再由“二次变电站”降到十千伏左右。然主要优点是： 后，一部分送往工业用户，另一部分经低压变（1)降低能源运输的成本，获得最大经济 电站降到220V或380V，送给其他用户效益。 发电站，升压变压器（2)减小断电风险，调节不同地区电力的 供需平衡，保障供电的质量。 大高压变电站一需量更高。（3)合理调度电力，使电力供应更加可靠， —重难拓展——__ 其他用户低压变电站 重难点远距离输电问题的分析 2.远距离输电的基本原理1.有关远距离输电问题，应首先画出远距 由于发电机本身的输出电压不可能很高，离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电 所以采用高压输电时，在发电站内还需要用升路图上的相应位置。如图所示，主要由发电机、 压变压器将电压升高到几百千伏后再向远方升压变压器(n_1≤n_2)输电导线、降压变压器 输电，到达用电区后再用降压变压器降到所需（n_3>n_4)，用电器等组成。 的电压，基本电路如图所示。 用| 2.以变压器为界，将整个输电的电路划分 升压变压器降压变压器一为几个独立的回路，在每个回路中，要清楚哪 3.远距离输电的几个基本关系 是“电源”，哪是“用电器”，每个回路均可以应 用闭合电路欧姆定律，串，并联电路规律，而变 （1)功率关系：P_1=P_2，P_3=P_4，P_2=|压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路 P线+P_3．的桥梁． (2)电压，电流关系是一然三会品一三分析方法通常有两种。顺向(即从发 电→用户)分析和逆向分析，分析时抓两头(电 源和用户)，一条线(输电线)，两次变压(升压 ③输电电流I_x=C_2R≌，和解压)。几个回路的物理量间关系如下：（1)第一个回路P_1=U_1I1． 133 重雕包手佃高中物理选择性必修第二册则 (2)第二个回路 ①电流关系：I2=I线=I3. 电 ②电压关系：U2=U线十U3. 升压变生器 除压变压器 ③功率关系：P2=P线十P3,P3=U3I3, P2=U2I2.