3-04电能的输送-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第二册）

04.电能的输送 图片区 1 2022/11/21 一.输电要求 1.电能输送优点：输送方便 只需用导线把电源和用电设备连起来，就可以输送电能。 2.电能输送要求：可靠、保质、经济 可靠：保证供电线路可靠工作，少出故障 保质：保证电能的质量——电压、频率稳定 经济：输电线路建造和运行费用低，电能损耗少 二.输电损失 1.电压损失： 2.功率损失： 问题：如何减少这种损耗？ I r 发电站 r为输电线的等效总电阻 U Uˊ 用户 P Pˊ 三.降低输电损耗的途径 1.减小R：L是确定的，可以ρ小一点，S大一点，需要考虑成本、铺设难度 2.减小I：在功率一定的情况下，需要增大U，故采取高压输电 问题：在功率一定的情况下，电压提高n倍，电压损失和功率损失分别变为原来的多少倍？ 答：电压变为1/n倍，功率变为1/n2倍。 现代远距离输电的电压都很高。目前我国远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的特高压。 输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。 三.降低输电损耗的途径 10千伏 几百千伏 100千伏左右 10千伏左右 220/380伏 四.电网供电示意图 五.远距离输电 远距离输电一般采取先升压后降压的形式。如图所示的电路进行远距离输电，允许功率损失为ΔP，求升压变压器的匝数比n1：n2以及降压变压器的匝数比n3：n4 P1U1 n1 r 发电站 r为输电线的等效总电阻，红色为已知 用户 P2U2 n2 P3U3 n3 P4U4 n4 I1I线I4 三.远距离输电 远距离输电一般采取先升压后降压的形式。如图所示的电路进行远距离输电，允许功率损失为ΔP，求升压变压器的匝数比n1：n2以及降压变压器的匝数比n3：n4 P1U1 n1 r 发电站 r为输电线的等效总电阻，红色为已知 用户 P2U2 n2 P3U3 n3 P4U4 n4 I1I线I4 例1.（多选）远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是( ) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 例2.远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0.则当输电电压提高为2U0时( ) A．由I＝U/R得，输电线上的电流变为2I0 B．由I＝P/U得，输电线上的电流变为I0/2 C．由P＝U2/R得，输电线上损失的电功率为4P0 D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0 典型例题 AC B 例3.左图为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000∶1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如右图所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是( ) A．输电线中的电流为3A B．电站输出的功率为7500kW C．输电线路损耗功率为90kW D．用户端交变电流的频率为100Hz 典型例题 B 例4.(多选)如图1所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是( ) A.输电线上的损失功率为300W B.升压变压器的匝数比为1∶100 C.降压变压器的输入电压为4970V D.降压变压器的匝数比为100∶1 典型例题 AC 例5.某交流发电机的输出电压为220V，输出功率为4400W，输电线总电阻为4Ω，求： （1）输电导线中的电流是多少？ （2）输电线中损失的电压和功率各是多少？ （3）用户得到的电压和功率各是多少？ 典型例题 答：(1)20A；(2)80V，1600W；(3)140V，2800W 例6.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图5所示的风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： (1)画出此输电线路的示意图； (2)在输电线路中设置的升、降 压变压器原、副线圈的匝数比； (3)用户得到的电功率。 典型例题 答案：