3.4 电能的输送 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第三章 交变电流 粤教版 选择性必修二 第四节 远距离输电 1 新课导入 为什么要输送电能？ 为了合理的利用能源,发电站要建在靠近能源的地方. 阳江核电站 三峡水电站 清远发电站 而用电的地方有的离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这就涉及电能的输送问题 Part 01 远距离输电 3 可靠、保质、经济 一、远距离输电 1．输送电能的基本要求： 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：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 讨论与交流 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？ 思考1： r 输电线 输电线 发电厂 用 户 U送 左侧是发电厂，通过输电线，形成电路回路，将电能输送到用户。 在输电过程中，发电厂的输送电压是否全部加在用户上？ 思考2： 讨论与交流 在输电过程中，发电厂的输送电压是否全部加在用户上？ 思考2： r 发电厂 用 户 U送 U用 U损 输电线电阻造成电压损失 输电线电阻造成功率损失 一、远距离输电 2．降低输电损耗 由ΔP =I 2 r 可知： （减少功率损失） (1)减小输电线的电阻 (2)减小输电线的电流 一、远距离输电 2．降低输电损耗 （减少功率损失） (1)减小输电线的电阻 减少材料的电阻率 减少输电线的长度 增加导线的横截面积 多耗费金属材料，使输电线过重 目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料 一、远距离输电 2．降低输电损耗 （减少功率损失） (2)减小输电线的电流 若发电厂输送的总功率为P，输电电压为U， 则输电电流 提高输电电压是降低电能损耗的有效途径！ 提高输电电压 输电电压越高越好？ 注意：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，变压器上的电压也越高，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，依照不同情况选择适合的输电电压。 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。 电厂的输出功率是22KW,用总电阻为2Ω的导线给远方的用户输电，若输电电压是220V，导线损失的功率为多少？若输电电压改为22KV，导线损失的功率又为多少？ 22KV输电，损失的功率为 220V输电，损失的功率为 高压输电损失的功率更小 讨论与交流 发电站 升压变压器 高压输电 降压变压器 用户 为了减少功率损失和电压损失，需要采用高压输电。 实际上电厂供给的电能要经过多次转换才能到达用户。 一、远距离输电 3．远距离输电过程示意图 Part 02 远距离输电的模型 14 二、远距离输电的模型 发电厂 用户 r n1 n2 n4 升压变压器 降压变压器 对高压输电(输送回路)中几个电压的理解 (1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。 (2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。 (3)损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(ΔU＝U2－U3＝I2R)，形成的原因是输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。 U2 U3 U4 ΔU U1 n3 发电厂 用户 P1 P2 P3 P4 I1 I3 I2 I4 r U1 U2 n1 n2 U3 U4 n3 n4 升压器 降压器 在远距离输电中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ 功率关系： 电压关系： 电流关系： ΔU ΔP 课堂练习 1、从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为 0.05 Ω，用110 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为多少？(　　) A．100∶1 B．1∶100 C．1∶10 D．10∶1 A 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 课堂练习 2、远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(　　) C A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定 C.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 课堂练习 3、如图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变