高中物理 第五章 交变电流第五节 电能的输送课件 新人教版选修32.ppt

在城郊和农村 常常看到高压输电线 如图所示 有的电压高达100000v以上 为什么要用高电压输电呢 1 输送电能的基本要求是 2 降低输电损耗的两个途径 一是 二是 3 如图所示是远距离输电的基本过程示意图 请填上各部分的名称 答案 1 可靠 保质 经济2 减小输电线路的电阻 减小输电导线中的电流3 发电站 升压变压器 远距离输电线路 一次高压变电所 二次高压变电所 工厂 1 可靠 保证供电线路正常工作 2 保质 保证供电质量 电压和频率要稳定 3 经济 线路建设和运行的费用低 能耗少 电价低 1 输电线路的构成主要有 发电机 升压变压器 输电导线 降压变压器 用电器 如图所示 由于发电机本身的输出电压不可能很高 所以采用高压输电时 在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出 到用电区再用降压变压器降到所需的电压 2 输电线路上的电压损失输电导线有电阻 电流通过输电导线时 会在线路上产生电势降落 致使输电线路末端的电压u3比起始端电压要低 这就是输电线路上的电压损失 u u2 u3 对交变电流来说 造成电压损失的原因既有电阻 又有电抗 其中因电阻损失的电压为 u ir 提高电压 降低电流 与欧姆定律矛盾吗 答案 不矛盾 欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律 而 提高电压 降低电流 是从输送角度 由p iu 且p一定的条件下得出的结论 两者没有联系 1 功率损失的原因输电导线有电阻 电流通过电阻时 电能必有一部分转化为内能而损失掉 2 功率损失的大小设输电导线的总电阻为r 输电电流为i 则损失功率为 p i2r 3 减少损耗的方法据p损 i2r可知 减小输电线路上功率损失的方法主要有两种 减小输电线的电阻r 据r a 减小输电线长度l 由于输电距离一定 所以在实际中不可能用减小l来减小r b 减小电阻率 目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料 c 增大导线的横截面积s 这要多耗费金属材料 增加成本 同时给输电线的架设带来很大的困难 特别提醒 发电站的输送功率取决于用户消耗的功率 不是由发电站输出的功率决定用户和线路消耗的功率 答案 a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电阻上的电压 故a是错误的 b中的u1 u2是输电线上电阻上的电压 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 远距离输电的基本结构示意图如下 西电东送 工程中为了减少输电损耗 必须提高输电电压 从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kw 输电电压为1000kv 输电线电阻为100 若改用超导材料作为输电线 则可减少输电损耗的功率为 a 105kwb 104kwc 106kwd 103kw 答案 a 在电能输送过程中 输送电功率一定 则在输电线上的功率损失 a 随输电线电阻的增大而增大b 与输送电压的平方成正比c 与输电线上电压损失的平方成正比d 与输电电流的平方成正比答案 acd 某发电站的输出功率为104kw 输出电压为4kv 通过理想变压器升压后向80km远处供电 已知输电导线的电阻率为 2 4 10 8 m 导线横截面积为1 5 10 4m2 输电线路损失的功率为输出功率的4 求 1 升压变压器的输出电压 2 输电线路上的电压损失 解析 1 输电线的电阻为 p损 p1 4 p损 ir p2 p1 p2 i2u2 由 得升压变压器的输出电压 u2 80000v 2 输电线路上的电压损失u损 i2r 3200v 答案 1 80000v 2 3200v 某用电器离供电电源距离为l 线路上的电流为i 若要求线路上的电压降不超过u 已知输电导线的电阻率为 那么 该输电导线的横截面积最小值是 答案 b 有一台内阻为1 的发电机 供给一个学校照明用电 如图 升压变压器匝数比为1 4 降压变压器匝数比4 1 输电线总电阻r 4 全校共22个班 每班有 220v 40w 灯6盏 若保证全部电灯正常发光 则 1 发电机输出功率多大 2 发电机电动势多大 3 输电的效率是多少 4 若使用灯数减半并正常发光 发电机输出功率是否减半 解析 发电机的电动势e 一部分降在电源内阻上 即i1r 另一部分为发电机的路端电压u1 升压变压器副线圈电压u2的另一部分降在输电线上 即i2r 其余的就是降压变压器原线圈u 2 而u3应为灯的额定电压u额 具体计算由用户向前递推即可 答案 1 5424w 2 250v 3 97 4 不是 减小到原来的 2010 北师大附中高二期中 如图所示 一小型发电机通过升压 降压变压器把电能输送给用户 已知发电机的输出功率p1 50kw 输出电压u1 500v 升压变压器原 副线圈匝数比为n1 n2 1 5 两个变压器间的输电导线的总电阻r 15 降压变压器的输出电压u4 220v 变压器本身的损耗忽略不计 求 1 升压变压器副线圈两端的电压u2 2 输电线上损耗的电功率p损 3 降压变压器原 副线圈的匝数比n3 n4 答案 1 2500v 2 6000w 3 10 1 我国农村电网低压改造已基本结束 由于低压改造我国广大农民获得了实惠 农村电网改造之前 某些村庄经常会出现以下现象 离变压器较远的用户 电灯不亮 达不到额定功率 日光灯不能启动 洗衣机转速低等 尤其过节时现象更明显 为什么 解析 低压输电线较细 电阻较大 另外当输电功率一定时 由于电压低 故输电电流i p u较大 因此输电线上的电压损失 u ir线较大 致使末端用户得到的电压远低于额定电压 有时才160v 到了过节的时候 各家用电器增多 线路电流又会增大 导线上分压更多 用户电压更低 这些现象更加明显 经过低压改造后 以上现象不明显了 点评 本题创新之处在于理论联系实际 将刚刚学过的输电的理论知识应用到实际生活中去 解决实际问题 解决本题必须分析用户端电压不足的原因 从输电线上损失的电压 功率 用户实际得到的电压 功率展开分析 即可解决问题 读下面材料 二滩水电站于1998年向西南电网送电 设计装机容量为330万千瓦 年发电量为170亿度 大坝高240m 是当时亚洲装机容量 库容最大的水利枢纽工程 请回答下列问题 1 根据以上材料和已有知识 二滩水电站建在上表的 上 两江相比 该江水能量较丰富的原因是 电站和用电市场之间关系方面的不利条件是 2 设想将二滩的电能送到