2018_2019版高中物理第3章电能的输送与变压器3.1高压输电原理课件沪科版.pptx

3.1高压输电原理,第3章电能的输送与变压器,目标定位1.掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径.2.理解高压输电的原理.3.会对简单的远距离输电线路进行定量计算.,内容索引,知识探究新知探究点点落实,达标检测当堂检测巩固反馈,知识探究,如图1所示，假定输电线路中的电流为I，两条导线的总电阻为R，在图中导线电阻集中画为R，输送功率为P，发电厂输出的电压为U.那么：,一、远距离输电为什么要用高电压,答案,图1,(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？,答案在输电线上有功率损失.,(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？,答案由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因.功率损失表达式：PI2R，所以降低输电损耗的两个途径为：减小输电线的电阻R；减小输电电流I.,(3)为什么远距离输电必须用高压呢？,答案,要点总结输电线上的电压损失和功率损失(设输电线的电阻为R，电流为I)1.电压损失输电线始端电压U与输电线末端电压U的差值.UUUIR.2.功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率PI2R.(2)若输电线上损失的电压为U，则功率损失还可以表示为P_，P.,UI,3.减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻R由R可知，距离L一定时，使用电阻率的材料，导体横截面积可以减小电阻.(2)减小输电电流I由PUI可知，当输送功率一定时，Pr，电压可以减小电流.,小,增大,升高,延伸思考为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？,答案,答案用电高峰期到用户家中的输电线电流I较大，输电线上损失的电压UIr较大，用户得到的电压UU较低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗.,例1(多选)如图2所示为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是,图2,A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好,答案,解析,由PUI及P损I2R知B正确，C错误.电压越高，对输电线路绝缘性能和对变压器的要求越高，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，所以D正确.,例2发电厂发电机直接向学校供电，发电机输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则下列关于输电线损失的功率的式子中错误的是,答案,解析,B中的(U1U2)是输电线上的电压，因此，B是正确的.C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D都是正确的.,解析用P求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线上的电压，故A是错误的.,例3三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？,答案,解析,答案2500A,(2)若输出的电压为20万伏，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的百分比是多少？,答案,解析,答案1.25108W25%,解析输电线上损失的功率PI22r25002210W1.25108W,(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的百分比是多少？,答案,解析,答案1000A2107W4%,输电线上损失的功率PI22r10002210W2107W,针对训练某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是A.输电线上输送的电流大小为2.0105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108kWD.输电线上损失的功率为P，U为输电电压，R为输电线的电阻,答案,解析,输电线上损失的电压为U损IR61032.5V1.5104V15kV，B项正确；当用5kV电压输电时，输电线上损失的功率超过3106kW，与实际情况相矛盾，故C项错误；,二、交流输配电网,发电机发出的交变电流先送到变电站，将电压到220kV以上，由高压输电线向远处输送.在用电区，先由第一级变电站将电压到110kV，再输送到第二级变电站，将电压到10kV，送到用电区.对普通生活用电，则还要用变压器进一步将电压到220V.,升压,升高,降,降,降,达标检测,1.(降低输电损耗的途径)中央电视台焦点访谈多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化.近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有A.提高输送功率B.增大输送电流C.提高输电电压D.减小输电导线的横截面积,答案,1,2,3,4,解析电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，减少损耗的途径：(1)减小输电导线中的电流，即可提高输电电压；(2)减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C正确.,解析,2.(输电线上功率损失的计算)(多选)在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图3所示，为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰.在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为9P，则除冰时A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U,答案,图3,1,2,3,4,解析,解析高压线上的热耗功率为PI2R线若热耗功率变为9P，则9PI2R线,1,2,3,4,3.(输电线上功率损失的计算)远距离输电，原来用电压U0输送，输电线上损失的功率为P0，现要使输电线路上损失的功率减少到原来的1%，在保持输送功率不变的情况下，输电电压变为_U0.,答案,1,2,3,4,解析,10,1,2,3,4,4.(输电线上功率损失的计算)一座小型发电站，用总电阻是0.5的输电线把电输送给用户，发电站输送的电功率是20kW.假如用250V的电压输电，估算输电导线上的功率损失和用户得到的功率.假如改用500V的电压输电，输电线上的功率损失