高二物理3.1高压输电原理浅析.ppt

3.1 高压输电原理 教学目标 知识与能力： 了解为什么用高压输电。 知道减少远距输送电能损失的主要途径。 了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。 一﹑远距离输送电能为什么要用高电压来输送？ 理论计算：  所以： 理论分析：由电阻定律知: 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） P＝1.25×105 kW，输电电压仍为：U＝10kV,输送距离仍为5 km输电线上可损耗的电能若为P损＝1.25×104 kW，求导线电阻R为多少？ 解析：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: 途径二：减小输电线中的电流。（如何减小？） 分析： 由P=UI 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. 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？请自己对案例二进行分析，解出答案（ P损=3.125×104w、 P损÷P×100%=0.025%) 思考③：为减小输电线上的电能损耗，采用怎样的办法最为有效？ 二 交流输配电网 1.电能的优点：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． （3）交流高压输电的基本环节 三，案例分析 课堂练习： P67 问题与练习 1-4 四，小结 1、远距离高压输电原因 2、减少输电电能损失途径 3. 区别输电线上的U线与U送 4、电网供电：网络化，国际化。经济、可靠、质量高 课后作业： P67 问题与练习 1-4 * 新疆风力发电站 三峡水力发电站 山东火力发电站 大亚湾核电站 秦山核电站 三峡水电站 联系实际：电站往远处送电 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，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 原因1：输电线上有电能损失。 这样大的电流，经过1km的输电线（电阻为0.1Ω），产生的热功率为 分析：在初中物理中我们已经学过电功率的公式P=UI，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: 案例1：一台1.25×105kW的发电机发出的电，若用10kV的电压输送，输电线上的电流有多大？若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？ P损÷P=12.8% 由此可见，电能损耗的根本原因是输电线上有电阻，而且远距离输电 时，损失较大，必须设法减小输电线上的电能损耗。 原因2：必须减少电能的损耗。如何减少？（由P=I2 R 知） 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。 途径一：减小输电线上的电阻（由电能损耗的根本原因知减小输电 线上的电阻来可降低损耗，如何减小 输电线上的电阻? ） 啊！输电线再长点不就损耗完了吗！ 理论计算： 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： 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S; 太粗不可能，既不经济又架设困难。 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. 由上可知：减少电阻的方法仅能适当减小P损，不能达到理想效果。 即输电线的电阻应为原来的6.25分之一，横截面积为增为原来的 6.25倍，其直径应为原来的2.5倍 由P损=I2R可得5 km电阻应: 线长5km损耗由64% 降到10%，电阻由0.5Ω降到0.