3.4 电能的输送 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

电能的输送 快做笔记！ 电能的输送 知识点: 1、输送电能的基本要求 2、降低输电损耗的两个途径 3、远距离输电 4、电网供电 我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区 , 而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？ 输送电能的基本要求 1 可靠 保证供电线路可靠地工作，故障少 3 经济 输电线路建造和运行费用低，电能损耗少 2 保质 保证电能的质量——电压和频率稳定 各种用电设备都是按照一定的工作电压设计的，电压过低或过高，用电器都不能正常工作，甚至会造成损坏。使用交流的用电器还要求频率稳定。 用电设备 U U损 ~ U用 P R P损 发电厂 输电电流 I=_______; 电压损失 U损=_______; 功率损失 P损=_______; 用户得到 P用=_______; 用户得到 U用=_______; 任何输电线都有电阻，存在功率损失。 设输电压为U，输电线电阻为R 降低输电损耗的两个途径 降低输电损耗的两个途径 发电厂 用户 P损＝I2r 输电线上的功率损失： （1）减小输电线的电阻 （2）减小输电导线中的电流 1、减小输电线电阻 r ρ↓ L↓ S↑ 铜、银电阻率小，但昂贵. 输电距离一定，不可变. 耗费材料，架设困难. 2、减小输电电流 I 输电功率P =UI 一定，减小输电电流，就得提高输电电压. 输电电压提高一倍，输电电流变为1/2，输电电线上损耗的功率变为1/4. 降低输电损耗的两个途径 是不是输电电压越高越好？ 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。 目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV。 典例：发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是( ) C 远距离输电原理图 升压变压器 降压变压器 发电厂 高压输电 用户 升压变压器 降压变压器 远距离输电 电能输送的基本模型 升压变压器 降压变压器 升压变压器 降压变压器 升压变压器 输电线 降压变压器 功率关系 电压关系 电流关系 远距离输电 典例：在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　） A．升压变压器的输出电压U2增大 B．降压变压器的输出电压U4增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 D 典例：利用太阳能电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称为光伏发电系统，光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式．有一台内阻为1 Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图10所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V　40W”的电灯6盏．若全部电灯都正常发光，求： (1)发电机的输出功率为多大？ (2)发电机的电动势为多大？ (3)输电效率为多少？ (4)若使灯数减半并正常发光，发电机的输出功率又为多大？ (1)5 424 W　 (2)250 V　 (3)97%   (4)2 676 W 10千伏 几百千伏 100千伏左右 10千伏左右 220伏 发电机和变压器∶ 决定电压 用户∶决定功率和电流 缺陷：产能浪费 一对一供电 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 电网供电 电网输电的优点: 1、降低运输成本，获得最大的经济效益 2、减小断电风险，调剂电力供需的平衡 3、合理调度电力，使电力供应更加可靠 结 束 $