3.4 电能输送 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

第三章 第四节 电能的输送 高中物理选择性必修第二册 新课引入 风能区 水能区 煤能区 石油区 用电区 用电区 思考问题？ 从图中可以看出我国能源主要集中在中西部，因此我国很多发电厂也集中建在能源聚集中西部地区, 而用电量大的城市多在东部沿海地区。因此我们要考虑什么问题？ 1.由于发电厂到用电区距离较远，我们在远距离输电过程中需要考虑什么问题？ 输送电能的 基本要求： 保质 经济 可靠 故障少，不停电 电压和频率稳定 建造和运行费用低，电能损耗少。 2.这里我们重点来讨论在远距离输电过程中，怎么才能减小电能的损耗？ 新课引入 如图时发电厂直接给用户输电示意图，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。 1.输电线路上电能损失功率多大？ 2.如何减小电能在输电线上功率的损失？ ① 减小输电线路中的电阻； ② 减小输电线路中的电流； 降低输电损耗的两个途径 ① 减小输电线路中的电阻； a、选择电阻率小的材料； b、增加导线的横截面积； 降低输电损耗的两个途径 缺点：耗费材料、铺设困难 钢芯铝绞线 降低输电损耗的两个途径 ② 减小输电线路中的电流； 相比于减小电阻，减小电流降低损耗更优。 问题：在保证用户用电功率不变的情况下，如何减小输电电流？ 在输送功率不变时，提高输送电压，可以有效的降低输电线上电能的损耗。 降低输电损耗的两个途径 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，且对变压器的要求也相应提高。 思考：能不能减小输送功率来减小损耗呢？ 电网供电 远距离输电过程示意图 电网供电 现在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。 电网供电优势：1、降低一次能源的运输成本；2、调剂不同地区电力供需的平衡；3、电力的供应更加可靠，质量更高。 电网供电 电压关系： 功率关系： 电压关系： 损失功率： 损失电压： 练习与应用 1.“西电东送”采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的5倍，则输电线路中电阻损耗的功率将减少到原来的（　　） 练习与应用 2.如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105 W,通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1:16，下列说法正确的是（　　） A.升压变压器副线圈两端的电压U2为2×103 V B.输电线损失的电压为200V C.用户得到的功率为5×103 W D.降压变压器的输入电压U3为4000V 练习与应用 3. 发电站输出正弦交流电的功率为P＝300kW，电压为U1=300V，利用图示电路进行远距离输电，T1、T2均为理想变压器。已知输电线电阻R＝30Ω，输电线上损失的功率ΔP＝3kW，次级发电站两端的电压为U4=300V，则（　　） A.输电线上的电流I2=300A B.变压器T2原线圈的电压U3=3x104 V C.变压器T1原副线圈的匝数比为1:50 D.变压器T2原副线圈的匝数比为99:1 练习与应用 4.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kv高压输电，最后用户得到220V、9.5kw的电力，下列说法正确的是（ ） A.升压变压器原、副线圈的电流之比I1:I2=5:1 B.输电线的总电阻R=10Ω C.降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4=95:11 D.输电线的总电阻R上的电压是180V 练习与应用 5.(多选）有一条河流，河水的流量 ，落差 ，现利用其发电，若发电机的总效率 ，输出电压 ，输电线的总电阻 ，用户获得 的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值 ，假定所用的变压器都是理想变压器，g取 ，水的密度为 ，下列说法正确的是( ） A.发电机的输出功率 B.输电线中的电流 C.降压变压器的原、副线圈的匝数比 D.如果输送的电能供“220V、100W”的电灯使用，能够正常发光的电灯盏数为500盏 $$