3.4 电能的输送-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳

新教材 基础 巩固 提升三级跳

第三章 交变电流

3. 4 电能的输送

基础知识

知识点梳理：

知识点一、

1、输送电能的基本要求

2、降低输电损耗的两个途径

(1)输电线上的功率损失:ΔP= R,I为输电电流,R为输电线的电阻。

(2)降低输电损耗的两个途径:

①减小输电线的电阻:在输电距离一定的情况下,为了减小电阻,应当选用电阻率小的金属材料,还要尽可能增加导线的横截面积。

②减小输电导线中的电流:为减小输电电流,同时又要保证向用户提供一定的电功率,就要提高输电电压。

知识点二、远距离高压输电

(1)基本电路(如图)

(2)基本关系

①电压关系

②电流关系

③功率关系

P1=P2,P3=P4,联系式:P2=ΔP+P3。

(3)区分几个概念

①输电电压、输电线上损失的电压与用户得到的电压

在上图中,输电电压是指U2,输电线上损失的电压是指ΔU,用户得到的电压是指U4,显然输电电流

②输送功率、输电线上损失的功率与用户得到的功率

在上图中输送功率是指P2(P1=P2),输电线上损失的功率是指ΔP,P3=P4是用户得到的功率,显然P2=ΔP+P3,所以计算输电线上损失的功率可以借助以下公式:

【拓展】电网供电

(1)远距离输电基本原理:在发电站内用升压变压器升压,然后进行远距离输电,在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。

(2)电网: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。

(3)电网输电的优点:

①降低一次能源的运输成本,获得最大经济效益。

②减少断电的风险,调剂不同地区电力供需的平衡,保障供电的质量。

③合理调度电力,使电力的供应更加可靠,质量更高。

【点睛】采用高压输电的优越性

(1)减小输电线电阻的局限性

（2）减小输电线上功率损耗

所以,采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效的途径。

(3)保证电能的质量——电压和频率稳定。

【点睛】输电线上的电压损失

(1)电压损失ΔU

输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在导线上产生电势降落,致使输电线路末端的电压U'比起始端电压U低,差值ΔU=U-U'称为输电线路上的电压损失。

(2)造成电压损失的原因

①输电线有电阻造成电压损失。

②输电线的感抗和容抗造成电压损失。

注意:高中阶段在计算中只考虑输电线电阻所造成的电压损失。

(3)减小输电线路上电压损失的方法

①减小输电线路电阻

用增大输电导线横截面积来减小电阻,对低压照明电路有效,在高压线路中,因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大,故这种方法对高压输电效果不佳。

②减小输电电流I

因为I=,在输送电功率P一定的前提下，提高输电电压U是有效措施。

高压输电既能减小功率损失,也能减小电压损失,但在实际输送电能时,还需综合考虑各种因素,依照不同的情况,选择合适的输电电压。

预习基础：

一、填空题

1．某变电站用1100伏的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出的电压应变为_________伏．

2．保质：保证电能的质量——______和______稳定。

3．输电线上的功率损失：P＝______，I为输电电流，r为输电线的电阻。

4．电网：通过网状的输电线、______，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性