3.4电能的输送 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

第三章交变电流4.电能的输送

教学目标CONTENT010203了解电网供电和输电技术的发展会进行电能输送的相关计算理解电能输送时降低损耗的两个途径

新课引入三峡水电站新疆风力发电城市乡村

远距离能源丰富，有利开发发电站能源缺乏，用电量大用户我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？

观看视频并思考：为什么要高压输电呢？

怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？思考：r输电线输电线电源用户U送电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压。输送电压：电源对外发出的功率即输送功率。输送功率：

输电的要求（1）可靠：少故障（2）保质：电压和频率稳定（3）经济：线路建造和运行的费用低，电能损耗少输电的问题输电线上有电能损耗

降低输电损耗的两个途径一知能提升（1）减小输电线电阻（2）减小输电线中的电流r输电线输电线电源用户U送

材料ρ/(Ω·m)材料ρ/(Ω·m)银1.6×10－8铁1.0×10－7铜1.7×10－8锰钢合金*4.4×10－7铝2.9×10－8镍铜合金**5.0×10－7钨5.3×10－8镍铬合金***1.0×10－6（1）减小输电线电阻a.减小材料的电阻率ρ

（1）减小输电线电阻b.减小输电线的长度L（不可行）c.增大横截面积S：太粗不经济且架设困难

（2）减小输电线中的电流a.减小输送功率（不可行）b.提高输电电压：P一定，U越大，I越小发电厂用户IrU由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。

思考与讨论：发电厂用户IrU输电线路上损失功率P损=I2r，1.输电电流一定时，线路电阻减为原来一半，损失功率减为原来的几分之一？2.线路电阻一定时，输电电流减为原来一半，损失功率减为原来的几分之一？?减小输电电流（增大输电电压）的方法更有效

?提高输电电压，是减少电能损失的最有效的办法。结论：

思考：输电电压是不是越高越好？

1.220V：输送功率为100kW以下，距离为几百米以内。2.35kV或110kV：输送功率为几千kW到几万kW，距离为几十km到上百km。3.220kV及以上：输送功率为10万kW以上，距离为几百km。我国的输电电压

远距离高压输电

10kV几百kV100kV10kV220V/380V输电过程示意图

电网供电二知能提升（1）可靠：合理调度各种电力（2）保质：减少断电风险，调剂不同地区电力供需平衡（3）经济：使用大容量发电机组，降低能源的输送成本

U1U4U2U3用户I2Fr线I1I3I4n1n2P1P2P3P4发电机n3n4升压降压高压输电物理模型

电压关系电流关系功率关系U1U4U2U3用户I2Fr线I1I3I4n1n2P1P2P3P4发电机n3n4

解题关键U1U4U2U3用户I2Fr线I1I3I4n1n2P1P2P3P4发电机n3n4

典例精析例1：在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，A错误；I＝P/U，U损＝IR线，U3＝U2－U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小，B错误；P损＝(P/U)2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；?CD

课堂小结一、降低输电损耗的两个途径1.减小电阻（受条件制约）2.减小电流（高电压输电，应用广泛）P损＝I2r二、高压输送电路的计算1.画出供电图2.根据回路间线圈匝数比与电压比、电流比的关系，以及功率间的关系求解

跟踪练习1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是()A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度AC

2.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A．1kWB．1.6×103kWC．1.6kW D．10kW解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率I＝P/U＝40×103/8