成才之路物理3-2交流电课件与练习5-5.ppt

在城郊和农村，常常看到高压输电线(如图所示)，有的电压高达100000V以上，为什么要用高电压输电呢？ 1．输送电能的基本要求是__________、________、________. 2．降低输电损耗的两个途径；一是__________________________、二是______________________． 3．如图所示是远距离输电的基本过程示意图，请填上各部分的名称 ①____________；②____________；③__________；④__________；⑤__________；⑥__________. 答案：1.可靠；保质；经济 2．减小输电线路的电阻；减小输电导线中的电流 3．①发电站　②升压变压器　③远距离输电线路　④一次高压变电所　⑤二次高压变电所　⑥工厂 (1)可靠：保证供电线路正常工作． (2)保质：保证供电质量——电压和频率要稳定． (3)经济：线路建设和运行的费用低——能耗少、电价低. (1)输电线路的构成 主要有：发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器，用电器，如图所示 由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压． (2)输电线路上的电压损失 输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3.对交变电流来说，造成电压损失的原因既有电阻，又有电抗，其中因电阻损失的电压为ΔU＝IR. “提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾吗？ 答案：不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由P＝IU，且P一定的条件下得出的结论，两者没有联系. (1)功率损失的原因 输电导线有电阻，电流通过电阻时，电能必有一部分转化为内能而损失掉． (2)功率损失的大小 设输电导线的总电阻为R，输电电流为I，则损失功率为ΔP＝I2R. (3)减少损耗的方法 据P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种： ①减小输电线的电阻R，据R＝ a．减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小R. b．减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料． c．增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难． 特别提醒： 发电站的输送功率取决于用户消耗的功率，不是由发电站输出的功率决定用户和线路消耗的功率. 答案：A 解析：用P＝ 求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线电阻上的电压，故A是错误的．B中的U1－U2是输电线上电阻上的电压，因此，B是正确的，C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D都是正确的. 远距离输电的基本结构示意图如下： “西电东送”工程中为了减少输电损耗，必须提高输电电压．从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω.若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为 (　　) A．105kW　　B．104kW　　 C．106kW　　D．103kW 在电能输送过程中，输送电功率一定，则在输电线上的功率损失 (　　) A．随输电线电阻的增大而增大 B．与输送电压的平方成正比 C．与输电线上电压损失的平方成正比 D．与输电电流的平方成正比 答案：ACD 某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求： (1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失． 解析：(1)输电线的电阻为： P损＝P1×4%② P损＝IR③ P2＝P1④ P2＝I2U2⑤ 由①②③④⑤得升压变压器的输出电压： U2＝80000V⑥ (2)输电线路上的电压损失U损＝I2R＝3200V⑦ 答案：(1)80000V　(2)3200V 某用电器离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是 (　　) 答案：B 有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比4∶1，输电线总电阻R＝4Ω.全校共22个班，每班有“220V,40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则： (1)发电机输出功率多大？ (2)发电机电动势多大？ (3)输电的效率是多少？ (4)若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半？