高二物理选修3-2_5-5电能的输送_LI讲述.ppt

第五章 交变电流 课堂引入 为了合理利用能源，发电厂要建在靠近能源的地方，而用电的地方却分布很广，大部分地方离发电厂很远，故需要把电能输送到很远的地方——远距离输电。而在远距离输电中，面临的就是如何输送电能？如何减少损耗节约电能？等问题。 输送电能的基本要求：可靠、保质、经济 可靠：是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电 保质：是指保证电能的质量,即电压和频率稳定 经济：是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小 【远距离输电面临的问题】 “西电东送” ，我国东西部距离远达数千公里，输电线上的电阻肯定很大，输电过程中的必然有损耗 输电线上的功率损失 输电线上的电压损失 (1)减小导线电阻 1、如何减少电能损失? (2)减小输电线中的电流 一、输电线上的功率损失 由电阻定律知 (1)减小导线电阻 ①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增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难. 方法 (2)减小输电线中的电流 思考与讨论 哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效? 在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/? 2.怎样计算用户消耗的功率P? 3.在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流? 损 输送 用户 P P P - = 二、输电线路上的电压损失 １、电压损失：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，?U ＝ U －U’ ，如图所示： ?U U U’ 2、造成电压损失的因素 输电线电阻造成电压损失?U＝Ir． 以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失 3．减小输电线路上电压损失的方法 （1）减小输电线电阻r 用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照明电路有效，对高压输电线路效果不佳． （2）减小输电电流 I 在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施． ?U＝Ir 不可行 高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压． 实际生活中的远距离输电 我国目前采用的远距离输电方式： 110kv 220kv 330kv 500kv 练习： 输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压? (1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W (2)输电线损失的功率?用户得到的功率? (3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率? 提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法 (3) 62.5W 9937.5W 交流高压输电的基本环节 发电站 升压变压器 高压输电线 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 U1 U2 U3 U4 发电机 升压变压器 高压输电线路 降压变压器 用电器 交流高压输电基本环节示意图 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 升压变压器 降压变压器 1、功率关系： 2、电压关系： ①升压变压器： P1=P2 ②降压变压器：P3=P4 ③传输过程：P2=Pr+P3 ①升压变压器： ②降压变压器： ③传输过程： 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 3、电流关系： ③传输过程： ②降压变压器： ①升压变压器： 4、输电导线上损耗的功率： 1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是( ) A、 B、 C、 D、 课堂练习 A 远距离输电示意图 是不是输电电压越高越好? 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。 远距离输电 我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。 思考 输电线上的电压损失，除了与输电