電能的輸送 微課-完整版課件

5-5電能的輸送——高壓、遠(yuǎn)距離輸電1．遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的問題是什么？

電流流過輸電導(dǎo)線時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，必然有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱而損失掉。2．輸電線上發(fā)熱損失電功率的計(jì)算？

設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為:ΔP=I2r

怎樣計(jì)算輸電線路損失的功率？做一做

例一：輸送P=10KW的電功率，采用U=400V的電壓輸電，線路總電阻為R線=10歐。（1）輸電線中的電流是多少？（2）輸電線上損失的電壓是多少？用戶得到多少電壓？（3）輸電線上損失的功率是多少？用戶得到多少有用功率？25A250V150V6250W3750W62.5%37.5%3．如何減小輸電線上的功率損失？

根據(jù)功率損失的表達(dá)式ΔP=I2r可知，減少輸電線上的功率損失的方法：減少功率損失兩種方法：減少輸電線的電阻減少輸電電流SLrr=UPI=1.減少輸電線的電阻*選用電阻率小的金屬作導(dǎo)線材料。用銀、金最好！不可行?。ㄒ话阌娩X或銅）*增大導(dǎo)線的橫截面

【例】用110V把功率為200kW的電能用鋁導(dǎo)線輸送到10km以外的地方要使功率損失為輸送功率的10%，導(dǎo)線橫截面積應(yīng)多大？R=ρLS()2.ρ?P=I2R=2LP輸U(kuò)輸S20×103=200×103110()2×2.9×10-8×2×10×103sS≈96000mm2=9.6平方分米！不可行！除非用常溫下的超導(dǎo)體直徑34.97cm??！2.減小輸電線上的電流在導(dǎo)線電阻不變的情況下，電流如減小到原來(lái)的百分之一，功率損失?P=I2R減小到原來(lái)的萬(wàn)分之一。輸送功率不能變動(dòng)，由P=UI知，必須提高輸電電壓U。

注意：區(qū)分輸電電壓和輸電導(dǎo)線電阻上的電壓！20×103=200×103110()2×2.9×10-8×2×10×103s9.6平方分米！如其他條件不變，把輸電電壓提高100倍，（11000V），電線的橫截面積需多大？11000大約只需9.6平方毫米！直徑0.3497cm?。?/p>

習(xí)題3：發(fā)電廠電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的的輸電導(dǎo)線總電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率可表示為：（）

A．U12/R

B．(U1-U2)2/R

C．I2R D．(U1-U2)IBCD

低壓輸電電路分析：4．處理遠(yuǎn)距離輸電問題的基本思路

①遠(yuǎn)距離輸電結(jié)構(gòu)圖——（一張示意圖）U1U4U2U3R用I2線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4FUr

②各物理量按功率、電壓、電流有以下關(guān)系：功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr

+P3。電壓關(guān)系：U1/U2=n1/n2U3/U4=n3/n4

輸電回路中：

U2=U3+Ur

升壓變壓器降壓變壓器電流關(guān)系：I2=I3=IrI2=P2/U2=P3/U3=Ur/r

I4=P4/U4

習(xí)題4：發(fā)電站的電源通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器。

(1)畫出上述輸電全過程的原理圖；

(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1:25，求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；

(3)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸電功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓；

(4)計(jì)算降壓變壓器的輸出功率?！敬鸢浮?1)見解析

(2)6250V；16A(3)15.625Ω；6000V(4)96kW解析：（1）輸電全過程的原理圖如圖：

（2）對(duì)升壓變壓器，據(jù)公式U1/U2＝n1/n2有：

U2＝n2U1/n1＝25×250V＝6250VP1=P2，I2=P2/U2=100000/6250A=16A。知：P1=100kWU1=250Vn1/n2＝1:25求：U2＝？I2=？

（3）因?yàn)椋篜線=I22R線，又P線＝0.04P1所以：R線＝0.04P1/I22＝4000/162Ω=15.625Ω。因?yàn)棣＝U2-U3＝I2R線，所以：U3＝U2-I2R線＝6250V-16×15.625V＝6000V。（4）P4＝P1-P線

＝0.96P1＝0.96×100000W＝96kW。

習(xí)題5：某發(fā)電機(jī)輸出功率P=100千瓦，發(fā)電機(jī)端電壓U1=1000伏，向遠(yuǎn)距離輸電的輸電線總電阻r=8歐?，F(xiàn)要求輸電損耗為5%，用戶得到的電壓恰好為220伏，請(qǐng)求出所用的變壓器的原副線圈匝數(shù)比。U4=220VU1=103V8ΩU2U3

解析：畫出原理圖：線路上損耗的功率為ΔP=5000W，∵ΔP=I2

2R∴電流為I2=25A，線路上的電壓為ΔU=I2R=200VU2=P/I2=100000/25=4000V∴n1/n2=U1/U2=1/4U3=U2-ΔU=3800VU4=220VN3/n4=U3/U4=190/11☆考綱解讀:主題內(nèi)容要求說明交變電流

交變電流、交變電流的圖象正弦