電能的輸送 課件【知識(shí)精講+備課精研+高效課堂】 人教版(2019)高中物理選擇性必修二

橫縣百合完全中學(xué)：韋衍虎182761435373.4電能的輸送問(wèn)題導(dǎo)入

我國(guó)很多發(fā)電廠建在能源聚集的西部地區(qū)，而用電量大的城市多在東部沿海地區(qū)。從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠(yuǎn)距離輸電中，如何減少電能的損耗?一、輸送電能①可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電②保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量（電壓和頻率穩(wěn)定）③經(jīng)濟(jì)：輸電線路建造和運(yùn)行的成本低，電能損耗小便于遠(yuǎn)距離輸送1.電能的優(yōu)點(diǎn)：2.輸送電能的基本要求：二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑U用rUI發(fā)電廠~用戶串聯(lián)分壓：1.功率和電壓損失U損U=U損+U用U損=Ir電壓損失：PP損P用能量守恒：P=P損+P用功率損失：P損=I2r注意：每根導(dǎo)線的電阻為r，則：U損=2Ir，P損=2I2r。2.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑P損＝I2r途徑一：減少輸電線的電阻rU用rUI發(fā)電廠~用戶U損PP損P用途徑二：減少輸電線的電流I①減小材料的電阻率ρ：用銅或鋁②減小輸電線的長(zhǎng)度L：③可適當(dāng)增大導(dǎo)線橫截面積S：途徑一：減少輸電線的電阻r不可行有一定限度思考與討論途徑二：減少輸電線的電流I假定輸電線路中的電流是I，用戶端的電壓是U，兩條導(dǎo)線的總電阻是r。在圖中導(dǎo)線的電阻集中畫(huà)為一個(gè)電阻r。1.怎樣計(jì)算輸電線路損失的功率?2.在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來(lái)的一半，線路上損失的功率減為原來(lái)的幾分之一?在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來(lái)的一半線路上損失的功率減為原來(lái)的幾分之一?3.通過(guò)第2步的兩項(xiàng)計(jì)算，你認(rèn)為哪個(gè)途徑對(duì)于降低輸電線路的損耗更為有效?4.怎樣計(jì)算用戶消耗的功率P?5.在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流？1.P損=I2r2.電阻減半：3.減少電流對(duì)降低損耗更有效電流減半：思考與討論4.P=P損+P用P用=P-P損P用=UI-I2r5.要想在用戶得到的功率不變的前提下降低電流I，那就要提高輸送電壓U。3.高壓輸電P用=UI-I2rP損=I2rP=UI，P損變?yōu)?/n2。U提高n倍，I降低為1/n，p不變高壓，可以擊穿塑料10千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏三、電網(wǎng)供電發(fā)電機(jī)和變壓器∶決定電壓用戶∶決定功率和電流缺陷：產(chǎn)能浪費(fèi)1.一對(duì)一供電2.電網(wǎng)供電優(yōu)點(diǎn)：合理調(diào)度電力，減少斷電風(fēng)險(xiǎn)我國(guó)的電網(wǎng)：國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。四、輸電線路中的參量關(guān)系1.電壓關(guān)系①升壓變壓器：

②降壓變壓器：③傳輸過(guò)程：

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器U2=U損+U32.電流關(guān)系③傳輸過(guò)程：②降壓變壓器：①升壓變壓器：

I2=Ir=I3

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器3.功率關(guān)系：①升壓變壓器：

P1=P2②降壓變壓器：P3=P4③傳輸過(guò)程：P2=P損+P3課堂練習(xí)

某個(gè)小水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，發(fā)電機(jī)的電壓為250V。通過(guò)升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸電線上損失的功率控制在5kW(即用戶得到的功率為95kW)。請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比。為此，請(qǐng)你計(jì)算:(1)降壓變壓器輸出的電流是多少?輸電線上通過(guò)的電流是多少?(2)輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?(3)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少?解：如圖所示：升壓變壓器，輸入功率等于輸出（送）功率：P1=P2=100KW。已知U1=250V，U4=220V，P損=5KW，P4=P用=95KW，r=8Ω。（1）降壓變壓器的輸出電流（即為用戶得到的電流）：輸電線的電流：（2）輸電線上損失的電壓：U損=I2r=25×8=200V升壓變壓器的輸出電壓：（3）升壓變壓器的匝數(shù)比：降壓變壓器的輸入電壓：U3=U2-U損=4000-200=3800V升壓變壓器的匝數(shù)比：解題方法思路①畫(huà)出供電圖②以變壓器鐵心為界線分出各個(gè)回路,各回路可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分析。③各回路間通過(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系，總功率不變等聯(lián)系求解。課堂小結(jié)1.輸送電能的要求：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)2.功率和電壓損失：U損=Ir，P損=I2r①減少輸電線的電阻r②減少輸電線的