3.4 电能的输送 课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.4 电能的输送 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 大亚湾核电站 秦山核电站 三峡水电站 新疆风力发电 新西兰地热发电站 用户 输电线 我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？ 物理雾里悟理 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？ r 输电线 输电线 电 源 用 户 U送 电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。 输送电压： 电源对外发出的功率即输送功率。 输送功率： 一、输送电能的基本要求 站立式讨论：这样直接输电有什么弊端呢？ 电能输送要求：可靠、保质、经济 可靠：保证供电线路可靠工作，故障少； 保质：保证电能的质量——电压、频率稳定； 经济：输电线路建造和运行费用低，电能损耗少。 站立式讨论： 电能损耗在哪里？ 如何减少电能的损耗？ 物理雾里悟理 二、输电线上功率和电压的损失 U用 r线 U总 I 发电厂 ~ 用户 串联分压： U损 U=U损 +U用 U损 =Ir线 电压损失： P总 P损 P用 能量守恒：P=P损 +P用 功率损失：P损 =I2r线 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输电导线中的电流 三、降低输电损耗的两个途径 物理雾里悟理 1、为了消除高压输电线上的冰,假设利用电流的热效应除冰。若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热消耗功率为P损;除冰时,输电线上的热功率需要变为9P损,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(　　) A.输电电流为3I B.输电电流为9I C.输电电压为3U D.输电电压为 答案:AD 你能行！！ 物理雾里悟理 根据电阻定律， L：输电距离一定  ：选用电阻率小的金属材料 S：适当增大导线的横截面积 说明： （1）减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。（银的电阻率最小，但价格昂贵） （2）适当增大导线的横截面积S，但横截面积S太大要多耗费金属材料，增加成本，同时给架线带来很大困难。 途径一：减小输电线的电阻 三、降低输电损耗的两个途径 物理雾里悟理 由： (1)减小输送功率P (2)提高输电电压U 采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。 根据ΔU=IR，以上方法也可以同时减小输电线上的电压损失。 (2)提高输电电压U ：由 可知在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的 倍。 (1)减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。 途径二：减小输电导线中的电流 r 输电线 输电线 电 源 用户 U送 三、降低输电损耗的两个途径 所以：要想在用户得到的功率不变的前提下降低电流I，那就要提高输送电压U。那么如何提高呢？ 物理雾里悟理 四、电能输送的基本模型（重点） 低压输电 高压输电 电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。 物理雾里悟理 功率关系： 电压关系： 电流关系： I2＝I3＝I线 升压变压器 降压变压器 四、电能输送的基本模型（重点） 物理雾里悟理 你能行！！ 2、某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在輸电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算: (1)降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少? (2)输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少? (3)两个变压器的匝数比各应等于多少? 解： （1）降压变压器的输出电流（即为用户得到的电流）： 输电线的电流： （2）输电线上损失的电压：U损=I2r=25×8=200V （3） U3=U2-U损=4000-200=3800V 解题方法思路： ①画出供电图 ②以变压器铁心为界线分出各个回路,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，总功率不变等联系求解。 物理雾里悟理 五、电网供电 发电站 升压变压器 降压变压器 用户 发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位 高压线输电 物理雾里悟理 10千伏 几百千伏 100千伏左右 10千伏左右 220伏 发电机和变压器∶ 决定电压 用户∶决定功率和电流 缺陷：产能浪费 一对一供电 五、电网供电 电网供电 优点：合理调度电力，减少断电风险 我国的电网：国家电网和南方电网。 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 物理雾里悟理 课堂小结 一、输送电能的要求：可靠、保质、经济 二、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 三、降低输电损耗的两个途径 四、电能输送的基本模型 五、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 物理雾里悟理 解析:输电线上损失的功率为P损=I2R线=R线,由该式可知要使P损增大为原来的9倍,输电电流应变为原来的3倍或输电电压变为原来的,故选项A、D正确。 $$这是世界上电压最高，同时也是距离最长的一条输电线路。从中国西部准噶尔盆地出发，横跨沙漠、高山、峡谷等各种地貌，蜿蜒3324公里，到达东部人口密集的地区。中国人用了八年的时间，建设了超过3万公里的高压线路，架构了世界上最大规模的能量转移系统。 null通过指令，将一号酒店由冷备用转运行。抖音。 nullnullnull