3.4 电能的输送 课件-2023-2024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 其他形式的能量 发电站 把各种 转化为 电能 再输送给 学校 工厂 普通用户 发电站一般建设在人烟稀少的地方，电能在从发电站传输给用户的过程中要考虑什么问题？ 新课引入 主要有哪些形式的能量？ 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造，运行的费用低，损耗小,电价要低。 一、电能的输送 1.电能输送的基本要求： 新知讲解 电站站址 用户(负载) 远距离 因为现实需要，所以需要进行远距离输电 远距离大功率输送电能时线路长，需要面临什么问题？ 电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热能而损失掉，同时还会损失一部分电压 U P 损耗功率： ΔP=I2r 二、降低输电损耗的两个途径 降低输电线路上的发热损失的功率 降低输电线路上的发热损失的电压 如何降低输电损耗？ 损耗功率： ΔP=I2r 1.降低输电线上功率损失的方法 (1)减小导线电阻 r (2)减小输电线中的电流 I 根据以上公式 可知减少功率损失两种方法： ①减小输电线长度 L 不可行 ②减小电阻率  用铜或铝 ③增大导线的横截面积 S 有一定限度 (1)减小导线电阻 r r (方法不可行) (2)减小输电线中的电流 I 提高输电电压U P一定，R一定， U提高到原来的n倍，P损降为原来的1/n2倍 结论：为了降低输电线上功率损失，要采用高压输电。 2.降低输电线上电压损失的方法 (1)减小导线电阻 r (2)减小输电线中的电流 I 根据以上公式 可知减少功率损失两种方法： 结论：为了降低输电线上电压损失，要采用高压输电。 降低输电损耗的两个途径 降低损失的功率 降低损失的电压 都需要采用高压输电。 采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施。 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。还有对电线绝缘的要求就越高，不经济。所以要综合考虑各种因素。 ABD 课堂练习 1．远距离输电时，导线上电能的损失主要是由电流的热效应引起的。要减少电能输送时的损失可采取下列哪些途径（　 　） A．减小输电线的电阻 B．减小输送的电流 C．减小输送的电压 D．增大输送的电压 2．采用110高压输电，输送电功率为4800的电能，输电导线中的电流是多少？如果用110V电压输送同样功率的电能，输电导线中电流是多少？ 43.6A；43636A 3．目前世界上电压最高的输电工程为中国已经投产运行的1000kV特高压输电工程。如果分别用220V和220kV两种电压来输电，设两种电压输送的电功率相同，所用导线的长度相同。则下面说法正确的是（　　） A．若使用相同的导线来输电，则输电电流之比为1：1000 B．若使用相同的导线来输电，则输电线上损失的电功率之比为1：106 C．若使用不同的导线输电，输电线上损失的电功率相同，导线的电阻率相同，则导线的横截面积之比为106：1 D．若使用不同的导线输电，输电线上损失的电功率相同，导线的横截面积相同，则导线的电阻率之比为106：1 C 三、电网供电 采用电网供电的优点： 可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。 远距离输电原理图 功率关系： P1=P2，P3=P4，P2=P损失+P3 升压变压器 降压变压器 U1 U4 U2 U3 用户 I2 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 ~ △U 发电站 电压关系： 电流关系： 输电回路中， 输送电路的计算步骤： (1)画出供电示意图 (2)以变压器铁心为界，分出各个回路，各回路可独立运用欧姆定律分析。 (3)各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系，总功率不变等联系。 课堂练习 4．风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为40kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为20Ω，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器为理想变压器，求： （1）用户得到的电功率； （2）升压变压器原、副线圈的匝数之比； （3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。 （1）38kW； （2）1:16； （3）190:11 5．小型水利发电站的发电机输出功率为18kW，输出电压为300V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，求