高中物理知識(shí)全解 2.7 電能的輸送

1、高中物理知識(shí)全解 2.7 電能的輸送一：正弦式交變電流發(fā)電機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)：1、大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流（AC）2、方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流（DC） （大小、方向均不隨時(shí)間變化的電流叫恒定直流電）正弦式交變電流發(fā)電機(jī)I、由甲圖到乙圖的過程，感應(yīng)電流方向?yàn)?且感應(yīng)電流逐漸增大。II、由乙圖到丙圖的過程，感應(yīng)電流方向?yàn)?且感應(yīng)電流逐漸減小。III、由丙圖到丁圖的過程，感應(yīng)電流方向?yàn)?且感應(yīng)電流逐漸增大。IV、由丁圖到戊圖的過程，感應(yīng)電流方向?yàn)?且感應(yīng)電流逐漸減小。中性面：物理學(xué)中把線圈平面垂直于磁感線的位置稱為中性面（如上圖甲，丙、戊）。(1)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面

2、時(shí)刻：，最大，此時(shí)刻線圈沒有切割磁感線故此時(shí)刻，（如上圖甲，丙、戊），電流方向在中性面前后發(fā)生改變。線圈平面每經(jīng)過中性面后，感應(yīng)電流的方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周（即一個(gè)周期范圍內(nèi)），感應(yīng)電流的方向就改變兩次。(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)刻，此時(shí)刻線圈垂直切割磁感線故此時(shí)刻最大，最大（如上圖乙，丁），電流方向前后不變。(3)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，電流從零逐漸增大到最大，再由最大逐漸減小，到下一個(gè)中性面時(shí)刻變?yōu)榱恪?、定量分析假設(shè)AB長為L1，BC長為L2，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則AB邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：而AB邊的線速度： = 同理可得：若線圈ABCD經(jīng)過中性面時(shí)刻開始計(jì)時(shí)

3、，則，令 【是感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值，也叫做峰值】由于電動(dòng)勢按正弦規(guī)律變化，所以當(dāng)負(fù)載接電燈等用電器時(shí)，負(fù)載兩端的電壓、通過的電流，也按正弦規(guī)律變化即：， 【例題】下圖中閉合線圈都在勻強(qiáng)磁場中繞虛線所示固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦式交變電流的是（ ）【例題】將硬導(dǎo)線中間一段折成半圓形，使其半徑為r(m)，讓它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(T)、方向如下圖所示的勻強(qiáng)磁場中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n(r/s)，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有阻值為R()的電阻，其余部分的電阻不計(jì)，則 ( )A通過電阻R的電流恒為B電阻R兩端的電壓的最大值為Bn2r2C半圓導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中

4、，通過電阻R的電荷量為D電阻R上消耗的電功率為領(lǐng)悟：上題中半圓形導(dǎo)線切割磁感線的線速度大小處處不等。【例題】如下圖所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1n2101的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長為l(電阻不計(jì))，繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí)，通過電流表的電流為I，則( )A滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P10I2RB變壓器原線圈兩端的電壓U110IRC取ab在環(huán)的最低端時(shí)t

5、0，則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin tDab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力FBIl【例題】一正弦交變電流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢為，若將此發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁場強(qiáng)度均增加一倍，試寫出該發(fā)電機(jī)此后的電動(dòng)勢的表達(dá)式。解：，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高一倍時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍時(shí)，?！纠}】發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢最大值為311V，其線圈共100匝，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s,從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)。（1）寫出當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)表達(dá)式。（2）此發(fā)電機(jī)與外電路組成閉合電路時(shí)，總電阻為100，求時(shí)的電流。（3）線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中，電動(dòng)勢的平均值，電動(dòng)勢達(dá)到的最大值各是多少？（4）磁通

6、量變化率的最大值是多少？以中性面為參考面，轉(zhuǎn)子與中性面成夾角時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，正弦式交變電流的表達(dá)式1、為峰值。2、是轉(zhuǎn)子與中性面開始計(jì)時(shí)時(shí)刻的夾角（即初相）。3、是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，故正弦式交變電流的周期（為正弦式交變電流的頻率）4、是正弦式交變電流的相位，其中是正弦式交變電流的初相。5、為相位差。例：如果兩正弦式交變電流的周期或頻率相等，其初相分別為，則它們的相位差為：是個(gè)常數(shù)，不隨時(shí)間變化，這時(shí)我們說這兩支正弦式交變電流“具有確定的相位差”。注意：相位差是個(gè)很重要的物理量。例：不同的交流發(fā)電機(jī)在向同一個(gè)電網(wǎng)供電的時(shí)候，它們的相位必須完全相同，即相位差必須保持為零，不然的話，輕則會(huì)使輸電效率降

7、低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞輸電設(shè)備。注意：理解交變電流的峰值，瞬時(shí)值，有效值的物理意義及它們之間的關(guān)系和正確運(yùn)用。（此類問題在恒定直流電中有詳細(xì)講述，不同類型的交變電流的峰值和有效值之間的關(guān)系是不一樣的）例：正弦式交變電流有效值與峰值的關(guān)系： 拓展：正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢*I、數(shù)學(xué)平均感應(yīng)電動(dòng)勢考慮感應(yīng)電動(dòng)勢方向變化對問題的影響，這樣求解的平均感應(yīng)電動(dòng)勢叫做數(shù)學(xué)平均感應(yīng)電動(dòng)勢，可利用它去求解通過閉合電路導(dǎo)體某截面的凈電量。正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)的數(shù)學(xué)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為：II、物理平均感應(yīng)電動(dòng)勢考慮感應(yīng)電動(dòng)勢大小變化對問題的影響，這樣求解的平均感應(yīng)電動(dòng)勢叫做物理平均感應(yīng)電動(dòng)勢。正弦式

8、交變電流在一個(gè)周期內(nèi)的物理平均感應(yīng)電動(dòng)勢：【】原理：0T/4，；T/43T/4，；3T/4T，；以上所提供的兩種不同結(jié)果的兩種解法，不能籠統(tǒng)說誰對誰錯(cuò)，應(yīng)結(jié)合具體問題具體分析。可見,在討論這類物理量的平均值時(shí),及時(shí)地加以明確是很有必要的?！纠}】如下圖一所示的正方形線框abcd邊長為L，每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為r，則下列說法中正確的是 ( )AS斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BL2 BS斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為BL2CS閉合時(shí)，電流表讀數(shù)BL2 DS閉合時(shí)，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程流過電流表的電荷量【例題】某公司向?yàn)?zāi)區(qū)捐贈(zèng)一批柴油

9、發(fā)電機(jī)該柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×104 .安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí)，下列說法中正確的是 ( )A.輸電線路中的電流為20 A B輸電線路損失的電功率為8 000 WC發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300V D如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300V解析：家用電器正常工作的電壓為220V，所以I線I0 A200 A；R線24002.5×1040.2，

10、線路損失功率P線IR線8000 W，線路兩端電壓UI線R線40 V，所以發(fā)電機(jī)輸出電壓為260 V；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260 V.答案：B總結(jié)：正弦式交變電流是一種最簡單又最基本的交變電流，家庭電路的交變電流就是正弦式交變電流。實(shí)際中應(yīng)用的交變電流，不只限于正弦式交變電流，它們隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的。例：幾種常見的交變電流I、家用的交變電流是：220V，50HZII、動(dòng)力用電的交變電流是：380V，50HZ二：電感線圈和電容器對交變電流的影響電感線圈對交變電流的影響注意：電感線圈的電流不能突變。感抗：表示電感線圈對交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通直流，

11、阻交流”、“通低頻，阻高頻”。電感線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，則電感線圈的感抗就越大。例：扼流圈就是利用電感線圈對交變電流的阻礙作用而工作的。扼流圈分兩大類，一類是低頻扼流圈，其特點(diǎn)是“通直流，阻交流”；另一類是高頻扼流圈，其特點(diǎn)是“通直流，通低頻，阻高頻”。電容器對交變電流的影響注意：電容器的電壓不能突變。容抗：表示電容器對交變電流的阻礙作用，其特點(diǎn)是“通交流，隔直流”、“通高頻，阻低頻”。電容器的電容越大，交流的頻率越高，則電容器的容抗就越小。例：使用220V交流電源的電氣設(shè)備和電子儀器，金屬外殼與電源之間都有良好的絕緣。但是，有時(shí)候用手觸摸外殼仍然感到“麻手”，用試電筆測試時(shí)氖管

12、也會(huì)發(fā)光。這是因?yàn)榕c電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看做電容器的兩個(gè)極板，電源中的交變電流能夠“通過”這個(gè)“電容器”。當(dāng)手觸摸金屬外殼時(shí)，可能有一點(diǎn)點(diǎn)電流經(jīng)人體流入大地。雖然這點(diǎn)“漏電”一般不會(huì)造成人身傷害，但是為了確保安全，電器設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)該接地。【理解如果將零線和火線對調(diào)即讓機(jī)芯接零線，那么金屬外殼將不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生】三：變壓器變壓器原理1、構(gòu)造：原、副線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器。（原線圈也叫初級(jí)線圈，副線圈也叫次級(jí)線圈）2、作用：在輸送電能的過程中改變交變電壓和交變電流的大小。3、原理：電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場也

13、在不斷變化變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。（一般情況：變壓器的輸入端接的是正弦式交變電壓）注意：由可知，一定時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比。例：若變壓器原線圈輸入的是正弦式交變電流，則變壓器副線圈輸出的將是“余弦式”交變電流?！纠}】如下圖所示，一導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中沿金屬導(dǎo)軌做簡諧運(yùn)動(dòng)，OO為平衡位置，aa和分別為離開平衡位置的最大位移處，則（ ）A.若金屬棒自O(shè)O向aa運(yùn)動(dòng)過程中，電容器上極板帶正電B.若金屬棒自bb向OO運(yùn)動(dòng)過程中，電容器上極板帶正電C.當(dāng)金屬棒通過OO時(shí)，電容器所帶電荷量最大

14、D.當(dāng)金屬棒通過aa時(shí)，電容器所帶電荷量最大解析：由楞次定律可知A對，B錯(cuò)。導(dǎo)體棒的加速度越大，速度的變化率就越大，則磁通量的變化率也越大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢越大，因此C錯(cuò)，D對。答案：AD【例題】一臺(tái)理想變壓器有100匝的副線圈，輸出電壓10V，試求鐵芯中磁通量的變化率的最大值。解：10V指的是正弦式交變電壓的有效值，故正弦式交變電壓的峰值為V 4、特性：由變壓器的工作原理理解變壓器只能改變交變電流和非恒定直流電的電壓和電流大小，而不能改變恒定直流電的電壓和電流大小?！纠}】如右圖所示，有一勻強(qiáng)磁場垂直于原線圈中的導(dǎo)軌平面向里，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1:n2=1:2，當(dāng)導(dǎo)體棒向右做勻速直

15、線運(yùn)動(dòng)時(shí)，原線圈中電流表A1的讀數(shù)為12A，則副線圈中電流表A2的讀數(shù)為多少？注意：由能量守恒定律可知理想變壓器原、副線圈兩邊P輸出=P輸入【P輸出決定P輸入，在電源功率允許的范圍內(nèi)，功率按需提供】?！纠}】如下圖所示，開關(guān)S斷開時(shí)L1，L2，L3正常發(fā)光，若將開關(guān)S閉合，試分析各燈泡的亮度變化情況。注意：是指理想變壓器，實(shí)際生活中變壓器會(huì)有漏磁現(xiàn)象（例：有銅損，鐵損等），故嚴(yán)格的講實(shí)際生活中的變壓器：變壓器原副線圈中電壓、電流之比與變壓器原副線圈匝數(shù)之比的關(guān)系注意：這里的電壓，電流均指的是交變電流的有效值。1、單個(gè)副線圈的變壓器（如圖一）I、由能量守恒可知：II、III、拓展：變壓器只有一個(gè)

16、副線圈時(shí)，電流的變、比關(guān)系與負(fù)載無關(guān)（例：負(fù)載除了接電阻外還可以接電容、電感、二極管等元件），上述性質(zhì)總成立?！纠}】下圖中為一理想變壓器，原副線圈的總匝數(shù)比為1：2，其原線圈與一電壓有效值恒為220V的交流電源相連，P為滑動(dòng)頭現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈緩慢勻速上滑，直至“220V60W”的白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止U1表示副線圈兩端的總電壓，U2表示燈泡兩端的電壓，用I1表示流過副線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，（這里的電流、電壓均指有效值）下列4個(gè)圖中，能夠正確反映這一過程相應(yīng)物理量的變化趨勢的是（ ）【例題】一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5l，原線圈

17、接入電壓為220V的正弦交流電，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如下圖所示電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是( )A原副線圈電流之比為1：5B電壓表的讀數(shù)為44VC若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20，則1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2904JD若將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)，兩電表讀數(shù)均減小圈電流之比為原副線圈匝數(shù)的反比性質(zhì)可求得原線圈中的電流。2、多個(gè)副線圈的變壓器（如圖二）I、由能量守恒可知：II、注意：變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，其副線圈中電流的大小要根據(jù)原、副線圈的功率關(guān)系及原、副線圈的電壓關(guān)系綜合求解。（一定要注意多個(gè)副線圈時(shí)原、副線圈中的電流之比不等于原、副線圈匝數(shù)的

18、反比）【例題】如下圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為usin 100t V氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有 ( )A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變【例題】收音機(jī)的變壓器的初級(jí)線圈有1210匝，接在U1220 V的交流電源上，變壓器有兩個(gè)次級(jí)線圈次級(jí)線圈的匝數(shù)為35匝，次級(jí)線圈的匝數(shù)是1925匝如果不計(jì)變壓器自身的能量損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)，線圈的電流是0.3 A時(shí)，初級(jí)線圈的電流I10.114 A求線圈中的電流和輸出電壓(電流的

19、計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【例題】如下圖所示，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的閉合鐵芯上，輸入端AB間加一正弦式交流電壓，在輸出端BP間連接了理想交流電流表、燈泡和滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置，可改變副線圈的匝數(shù)，變阻器的滑動(dòng)觸頭標(biāo)記為Q，則( )A只將Q向下移動(dòng)時(shí)，燈泡的亮度變大B只將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大C只將P沿順時(shí)針方向移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D只提高輸入端的電壓U時(shí)，電流表的讀數(shù)變大拓展：高中階段可認(rèn)為變壓器原副線圈中電壓、電流之比與原副線圈匝數(shù)之比的關(guān)系僅適用于正弦交變電流，對于其它類型的電流不再適用。 【例題】如下圖所示，水平銅盤半徑為r，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

20、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，銅盤的邊緣及中心處分別通過滑動(dòng) 變阻器R1與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1，變壓器的副線圈與電阻為R2的負(fù)載相連，則( )A若R1不變時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓為Br2/2B若R1不變時(shí)，通過負(fù)載R2的電流強(qiáng)度為0C若R1不變時(shí)，變壓器的副線圈磁通量為0D若R1變化時(shí)，通過負(fù)載R2的電流強(qiáng)度為通過R1電流的1/n對變壓器原、副線圈中各物理量的正確理解。例：如右圖所示為一理想變壓器，則：【例題】如下圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭p逐漸向上移動(dòng)時(shí),接在理想變壓器兩端的四個(gè)理想電表示數(shù) 

21、（     ）AV1不變、V2不變、A1變大、A2變大BV1不變、V2不變、A1變小、A2變小CV1變大、V2變大、A1變小、A2變小DV1變小、V2變小、A1變大、A2變大答案：D【例題】如下圖所示，兩個(gè)完全相同的燈泡A和B，分別接在原、副線圈上，視變壓器為理想變壓器，燈泡的電阻不隨溫度的變化而變化，電源電壓為U，求的關(guān)系？注意：變壓器的輸入功率由輸出功率所決定，在額定功率允許的范圍內(nèi)按需提高；變壓器的輸出電壓由輸入電壓及變壓器原、副線圈匝數(shù)比共同決定；家用電器等用電設(shè)備都是并聯(lián)接在電路中的。【例題】如下圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖變壓器的輸入電壓是市電

22、網(wǎng)的電壓，不會(huì)有很大的波動(dòng)，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，下列說法不正確的是( )A相當(dāng)于在增加用電器的數(shù)目BA1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大CV1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D變壓器的輸入功率增大，V2表的示數(shù)不變電壓決定，輸入電壓由發(fā)電機(jī)決定，C錯(cuò)答案：C【例題】如下圖所示，理想變壓器的原線圈兩端輸入的交變電壓保持恒定則當(dāng)開關(guān)S合上時(shí)，下列說法正確的是( )A電壓表的示數(shù)變小B原線圈的電流增大C流過R1的電流不變D變壓器的輸入功率減小【例題】試分析夜深了，為什么路燈會(huì)變的更亮些。四：電能輸送的線

23、路問題線路損失1、線路上的功率損失假設(shè)輸電功率為，輸入給用電設(shè)備的功率為，輸電導(dǎo)線的電阻為，輸電導(dǎo)線中的電流為I，輸電導(dǎo)線上的電壓降為，則：2、線路上的電壓損失假設(shè)發(fā)電廠輸送電壓為，用電設(shè)備兩端電壓為，輸電導(dǎo)線電阻為，輸電導(dǎo)線中的電流為I，輸電功率為，輸入給用電設(shè)備的功率為，則：注意：輸電導(dǎo)線上的電壓降與輸出電壓的區(qū)別?！纠}】某小型水電站的電能輸送示意圖如下圖所示，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.<

24、;C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率【例題】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是( )A輸電線上損耗的功率為 B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率減小輸電線路損失的兩個(gè)途徑1、減小輸電導(dǎo)線的電阻【】I、減小輸電導(dǎo)線的

25、電阻率（例：可用銅或鋁做輸電導(dǎo)線，而用金或銀做輸電導(dǎo)線最好但成本太高不可行）。II、減小輸電線的長度（不可行）。III、增大輸電線的橫截面積（有一定的限度，因?yàn)檫^粗的導(dǎo)線不僅耗費(fèi)太多的金屬，而且輸電線太重，太粗也給鋪設(shè)工作帶來困難）。2、減小輸電電流（即高壓輸電）現(xiàn)代遠(yuǎn)距離輸電的電壓都很高。目前我國遠(yuǎn)距離送電的電壓有110KV、220KV、330KV，輸電干線已經(jīng)采用500KV的超高壓，西北電網(wǎng)的電壓甚至達(dá)到750KV。輸電電壓也不是越高越好。電壓越高，對輸電線路的絕緣性能要求就越高，線路修建的費(fèi)用就增多。輸電電壓越高，變壓器上的電壓也越高，對變壓器的要求也相應(yīng)提高。實(shí)際輸送電能時(shí)，要綜合考慮

26、各種因素，如輸送功率的大小，距離的遠(yuǎn)近，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，依照不同的情況選擇合理的輸電電壓。從發(fā)電站發(fā)出的電能，一般都要通過輸電線路送到各個(gè)用電地方。根據(jù)輸送電能距離的遠(yuǎn)近，采用不同的高電壓。從我國現(xiàn)在的電力情況來看，送電距離在200300公里時(shí)采用220千伏的電壓輸電；在100公里左右時(shí)采用110千伏；50公里左右采用35千伏；在15公里20公里時(shí)采用10千伏，有的則用6600伏；在輸送距離為幾百米以內(nèi)，一般采用220V的電壓輸電。輸電電壓在110千伏、220千伏的線路，稱為高壓輸電線路，輸電電壓在330、550、以及750千伏的線路，成為超高壓輸電線路，而輸電電壓在1000千伏的線路，則稱

27、為特高壓輸電線路。I、高壓線圈：匝數(shù)多、電流小、線圈細(xì)。II、低壓線圈：匝數(shù)少、電流大、線圈粗。注意：高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好。電網(wǎng)供電電網(wǎng)（電力網(wǎng)）：在電力系統(tǒng)中，聯(lián)系發(fā)電和用電的設(shè)施和設(shè)備的統(tǒng)稱。屬于輸送和分配電能的中間環(huán)節(jié)，它主要由聯(lián)結(jié)成網(wǎng)的送電線路、變電所、配電所和配電線路組成。通常把由輸電、變電、配電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電設(shè)施和設(shè)備的統(tǒng)一整體稱為電力網(wǎng)。簡稱電網(wǎng)。電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：可以在一次能源產(chǎn)地使用大容量的發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電網(wǎng)可以減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡，保證供電的質(zhì)量。課本延伸：三相交變電壓*1、星形接法 I、三相四線制為了使交流電有很方便的動(dòng)力轉(zhuǎn)換功能，通常電力傳輸是以三相四線制的方式。三根正弦式交變電流的相位(反映電流的方向、大小)相互相差120度?；鹁€（相線）：三相電的三根線頭稱為火線（相線）。中線：三相電的三根線尾連接在一起成為一個(gè)公共端點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。在三相四線制電路中電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)的連線，叫做中線