第3章 第4节 电能的远距离输送-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

第4节　电能的远距离输送 学习目标 成长记录 1.知道远距离输电时电能损失的因素,了解高压输电的原因。 知识点一&要点一 2.知道高压交流输电与直流输电,了解交变电流从发电站到用户的输电过程。知道远距离输电线路的基本构成,能够对简单的远距离输电线路进行计算。 知识点二&要点二 3.了解电能的利用与社会发展。 知识点三 基础探究 形成概念,掌握新知 知识点一　采用高压输电的原因 1.输电线的电功率损失:损失的电功率P= ,即在输电线上因发热而损耗的电功率与输电线的电阻R成 ,与电流I的二次方成 。 2.减小输电时电功率损失的两个途径 (1)减小输电线电阻:可采用电阻率 的材料做导线,如铜、铝等金属材料;还可增大导线的 ,但导线不能过粗。 (2)减小输电导线中的电流:由P=UI可知,在保证输送电功率P不变的情况下, 必须 输电电压U,才能 电流I,但实际的输电电压也不能无限制地提高,进行远距离输电时,要综合考虑输送功率的大小、技术和经济等各种因素。 I2R 正比 正比 小 横截面积 提高 减小 知识点二　高压交流输电与直流输电 1.电能的输送:在发电厂(站)内,要用变压器 ,然后向远处送电;到达目的地后,根据不同的要求,再用 经过两三次降压,最后输送给用户。 2.高压交流输电:除输电线路上的电阻外,电感、电容产生的感抗和容抗也会造成交流输电线路上的 损失。此外,现代供电系统把许多发电站连成一体。构成庞大的交流输电网,这就要求电网中的各台发电机发出的交变电流并网时必须做到 ,即并联输电线中的交变电流必须同时达到最大值和最小值,并且交变电流的 必须相同,这也是交流输电需要解决的问题。 3.高压直流输电 直流输电适于地下和水下电缆输电,不会受到电感和电容的影响;在输送相同电功率的电能时,直流输电所用的线材约为交流输电的 ;同时,直流输电杆塔结构也比同容量的交流输电简单,占地面积 ;直流输电时,不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题。 升压 降压变压器 电能和电压 同步 频率 三分之二 小 知识点三　电能的利用与社会发展 1.电能的利用 (1)发电机、电动机在工业上的运用,克服了蒸汽机在使用过程中存在的不少 难题,体现出许多优越性。 (2)电能是二次能源,目前使用的电能,主要来自热能、水能、原子能、风能等其他形式的能量,这些能量转换为电能都离不开 。把电能转换为动力,离不开 。 2.电能促进社会发展:电能的利用提高了劳动生产率,解放了劳动者。 发电机 电动机 1.思考判断 (1)仅仅从减少能量损失的角度看,输送功率一定的情况下,输电电压越高,损失的能量越少。(　 　) (2)在输送功率和输电电压一定,使用同种材料的导线时,越粗的导线损失的电压越小。 (　 　) (3)一般情况下高压输电的导线是铜、铝而不是银,原因是同种情况下,使用银材料, 输电线损失的功率大。(　 　) (4)交流输电应用高电压、较小的输电线电阻,即可输送到无穷远处。(　 　) (5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时,用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。(　 　) √ √ × × √ × 2.思维探究 (1)输电电压与输电线路上损失的电压有何不同? 答案:输电线路上损失的电压是指降落在输电线电阻上的电压;输电电压是输电线路两端的总电压,它等于降落在输电线电阻上的电压与输电线末端的电压之和。 (2)输电电压越高越好吗? 答案:输电电压并不是越高越好。输电电压越高,输电线路方面,对导线的绝缘性能要求越高,安全问题要求也越高,线路修建的费用也会越高;变压器方面,升压变压器输出的电压越高,变压器在绝缘、结构方面的制作要求也相应提高。 合作探究 突破要点,提升关键 要点一　输电线上电压损失和功率损失 如图所示,假定发电厂输出的电压为U,输送功率为P,两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)。 (1)用户两端的电压是多大? (2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗? 答案:不相等。 (3)输电线上功率损失的原因是什么?功率损失的表达式是什么? [例1] 我国西北采用1 100 kV特高压输电,是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用550 kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 100 kV特高压输电,不考虑其他因素的影响。 则(　　) C 计算功率损失和电压损失的三点提醒 (1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U,损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU,用户电压是输电