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3.1 高压输电原理 第3章 电能的输送与变压器 1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 3.了解电网供电的优点和意义。 4.介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。 2.找出影响远距离输电电能损耗的因素，知道降低输电损耗的两个途径。 三峡水电站 你知道大型发电厂一般会建在哪些地方吗？ 用户 大型发电厂发出的电能一般都要经过远距离输送，才能供用户使用。目前，电力系统主要采用高电压输送电能，那么为什么要用高电压来输送电能呢？ 需要电能的地方分布很广，而电站相对来说比较集中，因此要把电站的电能向外输送，有的需要输送到远方，这就涉及电能的输送问题 远距离输送电能为什么要用高电压来输送？ 电站 用户 R 用户 从下列演示实验中发现什么问题？ 电站往远处送电 想一想 1.为什么输电线上有电能损失？ 当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故也损失一部分电压. 输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短电阻很小可忽略，而远距离输电时导线很长，电阻大不能忽略． 请同学们计算： 一台1.25×105kW的发电机发出的电，若用10kV的电压输送，输电线上的电流将有多大？假如两条输电线每千米的电阻是0.1Ω，那么电流在1km长的两条输电线上将产生多少热功率？若以这种方式将电能输送5km的距离，输电线上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？ 分析：在初中物理中我们已经学过电功率的公式P=UI， 案例一： 据此：由发电机的输出功率和输送电压，即得输电线上的电流为 这样大的电流，经过1km的输电线（电阻为0.1Ω）上，产生的热功率为 在5km的距离上，输电线的电阻R′=0.5Ω 产生的热功率 也就是说，在输送5km距离时，就有64%的电能被导线上的电阻损耗了 由此可见，远距离输电时，必须设法减小输电线上的电能损耗 如何减小输电线上的电阻? 2.如何减少电能损耗？ （1)减少导线电阻，由电阻定律知 由于电能损耗的根本原因是输电线上有电阻，所以可以通过减小输电线上的电阻来降低损耗 ①减小输电线的电阻率： 铁的电阻率: ρ铁＝1.0×10-7（Ω·m） 铝的电阻率: ρ铝＝2.9×10-8（Ω·m） 铜的电阻率: ρ铜＝1.7×10-8（Ω·m） 银的电阻率: ρ银＝1.6×10-8（Ω·m） 减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线. ②减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离. ③适当增加导线的横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难。 请同学们计算： 要求：输电线上损失的电能不超出输送电能的10％ 输送的电功率仍为：P＝1.25×105 kW 输电电压仍为：U＝10kV,输送距离仍为5 km 由 可得5 km电阻应为 输电线上可损耗的电能为P损＝1.25×104 kW 由发电机的输出功率和输送电压，即得输电线上的电流仍为 即输电线的电阻应为原来的6.25分之一，横截面积为原来的6.25倍，其直径应为原来的2.5倍 由 可知：当输送的功率一定时，采用升高输电电压的 方法，就可以减小输送电流，同样可以减小电能的损耗。 设电源提供的电功率为P0恒定，输出电压U可调，连接负载的输电线总电阻是R，那么，输电线上损耗的电能与哪些因素有关呢？ 输电线上损耗的电功率为 而 由此可得输电线上损耗的电功率 由上式讨论： 1.输电线上的电能损耗与哪些因素有关？ 2.为减小输电线上的电能损耗，采用怎样的办法最为有效？ 理论计算表明：提高输送电能的电压，可以更有效地减小输电线路上的电能损耗，这就是远距离输电采用高电压的根本原因 请同学们计算： 案例一中，如果采用500kV的超高压输电，那么，电流在5km的距离上将产生多少热功率？输电距离为500km时，输电线路上产生的热功率占发电机输出功率的百分比是多少？ 案例二: 你找到了减小输电线上的电能损耗的方法了吗？ 请自己对案例二进行分析，解出答案 采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施.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1/n2倍. 电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，这是它突出的优点． 是不是输电电压越高越好？ 1.电能便于远距离输送 2.输送电能的基本要求：可靠、保质、经济． 交流输配电网 采用高压输送电能有效地解决了电能在输电线路上损耗的问题，但也不是电压越高越好。 当电能输送到用电区时，为保证安全用电，还要把电压降低后才能供用户使用。 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，