3.4 电能的传输 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

§4 电能的传输 电站往远处输电 电站 r/2 r/2 电能输送中的电压损失和功率损失 输电导线上的功率损耗 P损 = I2r 问：怎样才能减少功率损耗? 法一: 减小电阻 r =ρl/S 电厂与用户确定后，传输距离不可更改. 减小电阻率ρ ρ铁＝1.0×10－7（Ω·m） ρ铝＝2.9×10－8（Ω·m） ρ铜＝1.7×10－8（Ω·m） ρ银＝1.6×10－8（Ω·m） 银和铜的电阻率较小，但造价昂贵。 增大横截面积S， 架线困难，增加成本。 估算输电线的横截面积应多大？ 要求：输电线上损失的电能不超出输送电能的10％ 输送的电功率为：P=10000kW 输送距离为：L=10km 输电线的材料为铝，其电阻率为：ρ铝=2.9×10－8(Ω·m) 输电电压为：U=220（V） 输送电能基本要求：可靠、保质、经济 法二: 在保证输出功率不变的情况下，减小电流I I = P/U 提高输送电压U ! 输电导线上的功率损耗 P损= I2r 问：怎样才能减少功率损耗? 1、功率损失 2、电压损失 减小功率损失和电压损失： ①减小输电线电阻r线 ②减小输电线电流I 电能输送中的功率损失和电压损失 高压输电：无论是从减小电压损失还是从减小功率损耗来讲，都要求高压送电。 远距离输电系统 【例题】某小型发电站的发电机输出交变电压为500V，输出功率为50kW，如果用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？ 若要求输电线上损失的电功率是输电电功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？ 电能输送模型 U1/ U2 = n1 / n2 P1 = P2 I1 /I2 = n2 / n1 U3/ U4 = n3 / n4 P3 = P4 I3 /I4= n4 / n3 P2 = P3 + P损 P损 = I2 r线 U损 = I r线 U2= U3+U损 r线/2 r线/2 ~ U2 U1 U3 用户 负载 U4 I1 I线 升压变压器 n2 n1 降压变压器 n4 n3 I4 P2 P3 解远距离输电问题的基本方法: 中间突破, 两头发展 . P1 P4 I2 I3 I2=I线=I3 功率关系： 电压关系： 电流关系： P损 U损 1、图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是( ) A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 ABD 13 2、我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流 C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定 A 14 3、将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，采用特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。设某电厂经升压后输电电压为U，输电电流为I，输电线的电阻为r，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损耗的功率为 D．输电线上损耗的功率为 A 15 4、某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ） A. B. C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 AD 16 5、特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率，原线圈的电压保持不变，输电线路的总电阻不变。使用特高压输电，当副线圈与原线圈的匝数比提高为原来的倍，则提升匝数比前后线路损耗的电功率之比和电压损失之比分别为（　　） A．， B．， C．， D．， D 17 6、我国是全球唯一掌握超特高压