遠(yuǎn)距離輸電電路的分析與計算

1、專題復(fù)習(xí)：遠(yuǎn)距離輸電電路的分析與計算適用學(xué)科物理適用年級高二適用區(qū)域人教版課時時長（分鐘）60分鐘知識點(diǎn)1. 高壓輸電2. 遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成教學(xué)目標(biāo)1 知識與技能1. 了解交變電流從變電站到用戶的輸電過程2知道遠(yuǎn)距離輸電時輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)，理解高壓輸電的道理3知道遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成，會對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計算2 過程與方法通過高壓輸電的計算分析，掌握電能損失和計算三情感態(tài)度價值觀通過高壓輸電的計算，體驗(yàn)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的思想教學(xué)重點(diǎn)遠(yuǎn)距離輸電時輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)教學(xué)難點(diǎn)對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計算教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)理想變壓器的特點(diǎn)及規(guī)律1理

2、想變壓器的特點(diǎn)2電動勢關(guān)系3電壓關(guān)系4功率關(guān)系5電流關(guān)系理想變壓器的制約關(guān)系和動態(tài)分析1 電壓制約 2 . 電流制約3負(fù)載制約 4對理想變壓器進(jìn)行動態(tài)分析的兩種常見情況 二、知識講解課程引入：電能從發(fā)電廠到遠(yuǎn)方用戶的傳輸過程，可用下圖表示，其中r表示輸電線的總電阻，I表示輸電線上的電流用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出的電能相等嗎？考點(diǎn)/易錯點(diǎn)1 輸電線上的電壓損失和功率損失1輸電電流輸電電壓為U，輸電功率為P，則輸電電流I.2電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U的差值UUUIR.3功率損失遠(yuǎn)距離輸電時，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率(1)PI2R(2)PIU(3)P其中I

3、為輸電電流，R為輸電線的電阻，U為輸電線上損失的電壓特別提醒：(1)輸電電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓U，損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓UIR.(2)輸送功率是指高壓輸電線始端輸出的電功率，損失功率是輸電線上消耗的功率考點(diǎn)/易錯點(diǎn)2 遠(yuǎn)距離輸電電路的分析與計算1解決遠(yuǎn)距離輸電問題時，應(yīng)首先畫出輸電的電路圖如圖所示2分析三個回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個回路的電源，聯(lián)系各回路的橋梁是變壓器3綜合運(yùn)用下面三方面的知識求解(1)能量守恒PU1I1U2I2P用戶PPIrP用戶U3I3U4I4.(2)電路知識：U2UU3UI2r.(3)變壓器知識：. 三、

4、例題精析【例題1】在遠(yuǎn)距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是()A使輸電線粗一些B減小輸電線長度C減少通電時間 D采用高壓輸電 【答案】D 【解析】從造成電能損失的原因分析，要減少電能損失，需要減小電阻、減小輸電電流，減小電阻已達(dá)到目前技術(shù)的極限了，因此，應(yīng)當(dāng)采用高壓輸電，減小輸電電流故選D.【例題2】某小型水電站的電能輸送示意圖如下，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220 V，輸電線總電阻為 r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()A.B.C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓

5、變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 【答案】AD 【解析】由于輸電線上的電阻，所以考慮到電壓損失，則有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系，可知要讓用電器正常工作，必須有，A正確，B、C錯誤；考慮到輸電線上也有電功率的損失，可知D也正確故選AD.【例題3】為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P；除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)()A輸電電流為3I B輸電電流為9IC輸電電壓為3U D輸電

6、電壓為U 【答案】AD【解析】輸電線上的熱耗功率P線I2R線，熱耗功率由P變?yōu)?P，則電流I變?yōu)?I，選項A正確輸電功率P不變，由PUI，電流變?yōu)?I，輸電電壓為U，選項D正確【例題4】輸送4.0×106 W的電能，若發(fā)電機(jī)輸出電壓為2 000 V，選用變壓器升壓后應(yīng)用橫截面積為4.25 cm2的銅導(dǎo)線，把電能送到400 km遠(yuǎn)處，線路損耗的功率為5.0×105 W求：(1)應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器；(2)若已知銅的電阻率1.7×108 ·m，在用戶方使用降壓變壓器，其原線圈兩端的電壓為多大 【答案】(1)116(2)2.8×104 V【解析】(1)由PI2R得I，式中P為線路損耗功率，R為線路總電阻，兩條導(dǎo)線總電阻R，則R1.7×108× 32 所以I125 A因?yàn)镻輸入P輸出，所以在升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U23.2×104 V故.(2)設(shè)U2 為降壓變壓器原線圈兩端的電壓，則U2 U2I