高中物理 第4章 远距离输电 4.3 电能的远距离传输课件 鲁科版选修3-2-鲁科版高二选修3-2物理课件.pptx

第4章——第3讲电能的远距离传输一、为什么要采用高压输电1.电功率损失(1)损失的电功率P＝即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比与电流的二次方成正比.(2)在输送电功率不变的前提下要减少电功率损失只能采取导线中电流的方法.2.电压损失：在输送电功率不变的前提下要减少电压损失只能采取输电电流的方法或减小输电线电阻的方法.3.高压输电：由P＝UI知在保证P不变的情况下必须输送电压U才能减小电流I.二、高压交流输电1.远距离输电的基本思路.如图1所示.在发电站内用变压器升高电压.然后进行远距离输电在用电区域通过降压变压器降压.2.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形成全国性或地区性的输电网络.3.电网送电的优点(1)降低一次能源的运输成本获得最大经济效益.(2)合理地调度电力使电力的供应更加可靠质量更高.三、高压直流输电直流输电系统只在输电这个环节是直流发电和用电环节仍是交流；输电过程中只用两根导线.和可以实现交流电和直流电的转换.一、降低输电损耗的两个途径(2)减小输电线上功率损失的方法：①减小输电线的电阻R线：由R线＝ρ得要减小R线在l保持不变的情况下可以减小ρ增大S.②减小输电电流I：由P＝UI得在输送功率一定的情况下提高输电电压即可减小输电电流.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.2.输电线上的电压损失(1)输电线路始端电压U跟末端电压U′的差值称为输电线路上的电压损失ΔU＝U－U′如图2所示电压损失还可以表示为ΔU＝IR线＝R线.例1远距离输送一定功率的交变电流若输电电压升高为原来的n倍关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(不考虑电抗产生的损失)()答案BC针对训练发电厂发电机的输出电压为U1发电厂至学校的输电线总电阻为R线通过导线的电流为I学校输入电压为U2下列计算输电线功率损耗的式子中正确的是()答案BCD二、远距离输电及基本关系1.输电线路的构成由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成.2.远距离输电的基本关系(如图3所示)(1)功率关系P1＝P2P3＝P4P2＝ΔP＋P3→能量守恒(2)电压、电流关系3.特别强调(1)升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3输电线上的电压损失ΔU＝I线R线输电线上的功率损耗ΔP＝(2)计算输电线的电阻时应注意输电线长度为距离的两倍.(3)处理远距离输电问题.首先要画出输电线路示意图并将已知量和待求量写在电路图的相应位置；其次解题时要抓“两头”——电源、用电器.要注意“中间两条线”——输电线以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.例2发电机两端电压为220V输出功率44kW输电导线的总电阻为0.2Ω如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压经输电线后再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；U损＝ΔU＝I2R线＝20×0.2V＝4V.所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为U3＝U2－U损＝2200V－4V＝2196VI3＝I2＝20A.降压变压器副线圈的输出电压和电流为(3)若不经过变压而直接送到用户求用户得到的电压和功率.输电线上损耗的问题B、D选项中的U2应为损失的电压所以选项B、D是错误的.答案AC2.某水电站用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户其输出电功率是3×106kW.现用500kV电压输电则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为2×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电则输电线上损失的功率为9×108kWD.输电线上损失的功率为ΔP＝U为输电电压R为输电线的电阻输电线上损失的电压为U损＝IR＝6×103×2.5V＝1.5×104V＝15kVB项正确；当用5kV电压输电时输电线上损失的功率若超过3×106kW与实际情况相矛盾故C项错误；答案B远距离高压输电的应用3.某小型水电站的电能输送示意图如图4所示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降压变压器原、副线圈匝数分别为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()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考虑到输电线上也有电功率的损失可知D项也正确.4.在远距离输电时要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个电站输送的电功率为P＝500kW当使用U＝5