高中人教物理選擇性必修二電能的輸送

1、電能的輸送 其他形式的能量發(fā)電站把各種熱能核能風能水流能太陽能化學能比如：轉(zhuǎn)化為電能再輸送給學校工廠普通用戶思考與討論電能在從發(fā)電站傳輸給用戶的過程中要考慮什么問題？要注意什么？秦山核電站內(nèi)蒙古準格爾熱電廠達板城風力發(fā)電站三峽水電站 發(fā)電的地方：為了合理的利用能源和保護環(huán)境，發(fā)電站要建在靠近這些能源的地方（一般離城市較遠）。 用電的地方卻很多，有的地方離發(fā)電站很遠，因此需要把電能輸送到遠方，這就涉及電能的輸送問題。城市遠距離電站站址 用戶(負載)遠距離能源豐富有利開發(fā)能源缺乏用電量大輸送電能的基本要求：可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電。保質(zhì)：就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定

2、。經(jīng)濟：是指輸電線路建造，運行的費用低，損耗小， 電價要低。一、電能的輸送可靠保質(zhì)經(jīng)濟遠距離大功率輸送電面臨的問題是什么？ 電流流過輸電導線時，由于電流的熱效應，必然有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱能而損失掉。 怎樣計算輸電線路損失的功率？如何降低輸電損耗？UP設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為: P=I2r二、降低輸電損耗的兩個途徑減少輸電線路上的發(fā)熱損失的功率減少輸電線路上的發(fā)熱損失的電壓UP1 . 為什么輸電線上有電能損失? 由于輸電線長，電阻大，當電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時損失一部分電壓。輸電線上的功率損失(1)減小導線電阻2 . 如何減少電能損失?(2)減小輸

3、電線中的電流根據(jù)以上公式可知減少功率損失兩種方法：SLrr=UPI=由電阻定律知(1)減小導線電阻減小材料的電阻率。銀的電阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線。減小輸電線的長度L不可行，因為要保證輸電距離。3 可適當增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟，架設(shè)又困難。總結(jié)：不采用這個方法：減小導線電阻。(2)減小輸電線中的電流1.如何減小輸電線路中的電流呢?在輸出功率一定的條件下要想減小電流必須要提高電壓U總結(jié)：降低輸電損耗的兩個途徑之一：減少輸電線路上的發(fā)熱損失的功率中兩個方法中只有第二個方法：減小電流比較有效。而要減小電流必須要采用高壓電。降低輸電損耗的兩個途徑減少輸電線路

4、上的發(fā)熱損失的功率減少輸電線路上的發(fā)熱損失的電壓UP1 . 為什么輸電線上有電壓損失? 由于輸電線有電阻，當電流通過輸電線時，輸電線上有一部分電壓損耗。輸電線上的電壓損失(1)減小導線電阻2 . 如何減少電壓損失?(2)減小輸電線中的電流根據(jù)以上公式可知減少電壓損失的兩種方法：SLrr=UPI=歐姆定律方法與途徑一：減小功率損失是一樣，最后結(jié)論：要采用高壓電。是不是輸電電壓越高越好?電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費用越高。還有對電線絕緣的要求就越高，不經(jīng)濟。我國常用的遠距離輸電采用的電壓有110 kV、220 kV、330 kV，輸電干線采用500 kV的超高壓，西北電網(wǎng)達到75

5、0kV。思考降低輸電損耗的兩個途徑減少損失的功率減少損失的電壓都需要采用高壓輸電。所以要綜合考慮各種因素。 從公式分析哪種途徑對于降低輸電線路的損耗更有效？ 由 可知，在輸電電流一定的情況下，線路電阻減為原來的一半，線路損耗的功率減為原來的一半。 在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，由 可知：線路中電流減為原來的一半，而損耗的功率減為原來的四分之一。采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟的措施。 拓展知識計算用戶得到的功率P?在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流?損輸送用戶PPP-=練習： 輸送10kw的電功率，采用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求(1)輸

6、電線中的電流？輸電線中損失的電壓?用戶得到的電壓？(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)輸電線損失的功率？用戶得到的功率？(3)如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率？用戶得到的功率？(3) 62.5W 9937.5W提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié) 發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線降壓變壓器用戶升壓變壓器三、電網(wǎng)供電遠距離高壓輸電過程示意圖U1U2U3 U4發(fā)電機升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器 用電器 交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖 遠距離輸電原理圖功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=P損失+P3升壓變壓器降壓變壓器U1U4U2

7、U3用戶I2線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U發(fā)電站 在高壓輸電三個回路中，各部分的功率、電壓和電流關(guān)系如何？探究與交流：電壓關(guān)系：電流關(guān)系：升壓變壓器降壓變壓器U1U4U2U3R用I2線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U 采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點： 可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟效益。同時，電網(wǎng)可以減少斷電的風險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。輸送電路的計算步驟(1)畫出供電示意圖(2)以變壓器鐵心為界，分出各個回路，各回路可獨立運用歐姆定律分析。(3)各回路間通過線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系，總功率不變

8、等聯(lián)系。1.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電線電阻為R，通過導線的電流為I，學校輸入電壓為U2，下列4個計算輸電線損耗的功率式子中，不正確的是( ) A、 B、 C、 D、課堂練習A2.一小型發(fā)電站通過升壓，降壓變壓器把電能輸給用戶。已知發(fā)電機的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計變壓器的損耗。求：(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓；(2)輸電導線上的功率損失；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(4)用戶得到的功率。440kW2500V60kW10:13.某交流發(fā)電機輸出功率為5105 W，輸出電壓為