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

第三章 交变电流 第4节 电能的输送 新教材人教版 物理（高中选择性必修第二册） 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 秦山核电站 三峡水电站 内蒙古光伏发电站 新疆风力发电站 1.发电的地方： 2.用电的地方： 大多在我国中西部 用电量大的城市大多在东部沿海 北京 上海 青岛 广州 我国发电和用电的地方 一、电能的产生与输送 发电站 核能 水能 太阳能 风能 转化为 电能 再输送给 普通家庭用户 企事业用户 当电能在从发电站传输给用户的过程中我们要考虑什么问题？要注意什么？ 电能输送基本要求 指保证供电线路可靠地工作，故障少 保证电能的质量——电压和频率稳定 输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少 可靠 保质 经济 如何减少在输电过程中电能的损耗呢？ 同时输电线上有电压损失，故又损失一部分电压 为什么输电线上有电能损失？ 输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生焦耳热Q，损失一部分电能 二、降低输电导线上电能损失 用较经济且电阻率较小的铜或铝作输电线 太粗不可能,既不经济又架设困难 途径1 减小导线电阻 减小输导线的长度L 不可行，因为要保证输电距离 减小材料的电阻率ρ 增加导线的横截面积 途径2 减小输电线中的电流 2.通过第1步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效? 假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r。在图中导线的电阻集中画为一个电阻r。 1.在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一?在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半线路上损失的功率减为原来的几分之一? 3.怎样计算用户消耗的功率P ? 4.在输送功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？ 3 .P用=UI 4. P输送= U输送I 要想在输送功率不变的前提下降低电流I，那就要提高输送电压U输送 当输送功率 P 、输电线电阻 r 一定时，输电电压提到原来的 n 倍，输电线上的功率损失降为原来的 。提高输电电压，是减少电能损失的最有效的办法。 因为：P损=I2r 1. 电阻减半： 2.减少电流对降低损耗更有效 电流减半： 由 P=IU 可知： 提高输电电压U送，便可减小输电电流I 思考：为什么不减小输送功率呢？ 由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。 三、电网供电 远距离输电过程示意图 电能输送示意图 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 电源回路 用户回路 输送回路 升压 变压器 降压 变压器 特征 两类变压器 三个回路 电压 电流 功率 联系 功率关系 电压关系 电流关系 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 升压变压器 降压变压器 关系式：三横五纵 三横 输电导线 损失的电压 损失的功率 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 P1 P2 P3 P4 升压变压器 降压变压器 五纵 P1=U1I1 P2=U2I2 P3=U3I3 P4=U4I4 I线 关系式：三横五纵 现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。 电网送电的优点： (1)降低一次能源的运输成本； (2)调剂不同地区电力的供需平衡； (3)电力的供应更加可靠，质量更高； 课堂小结 1.输送电能的要求：可靠、保质、经济 2.功率和电压损失： U损=Ir P损=I2r ①减少输电线的电阻r ②减少输电线的电流I——升高电压 3.降低输电损失的两个途径： 4.电网供电： ①电压关系： U2=U损+U3 ②电流关系： I2=Ir=I3 ③功率关系： P3=P4 P2=P损+P3 P1=P2 $$