电能的输送.docx

第七节 电能的输送资中二中 韩进香教学目标： (一)知识与技能 1、知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗,知道降低输电损耗的两个途径。2、知道输电的过程,同时会设计电能输送的示意图 3、理解为什么远距离输电要用高压,了解电网供电的优点和意义。4、理解各个物理量的概念及相互关系。5、培养学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。 （二）过程与方法 1、利用多媒体课件，探究物理规律。2、通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力3、通过远距离输电原理分析，具体计算及验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的，通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考 （三）情感态度与价值观 1、通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的兴趣。 2、体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。3、介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。教学重点、难点：1、远距离输电原理图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系，分析如何减少输电过程的电能损失，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。2、输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学用具：多媒体课件 教学分析：对于电路上的功率损失和电压损失，是本教材新增加的。可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。教学中要注意掌握好分寸可引导学生进行讨论，澄清认识这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析 教学过程：复习回顾第六节知识-变压器一、变压器的构造：1示意图 2符号二、变压器的工作原理： 1、互感现象：变压器只能改变 交流电的电压和电流 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器功率：P入P出三、理想变压器的变压、变流规律： 导入新课首先提出输送电能的基本要求：1、可靠：是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电2、保质：是指保证电能的质量,即电压和频率稳定3、经济：是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小通过观看幻灯片上的高压输电图片提出在远距离输电时为什么用高压?告诉学生上完本节内容就知道答案了。探究：若教室所有用电器额定总功率为4.4kw，从三峡到我校的输电线上的总电阻为10，发电机功率也为4.4kw，用220v的电压输送，我教室用电器能正常工作吗？答案：不能，在输电线上有功率和电压损失一、输电导线上的电压和功率的损失 1电压损失U损IrUU 2功率损失 P损I2rP输入-P输出提问：既然有损失，那么怎样减小这些损失？二、减小电压、功率损失的方法由P损=I2R、U损=IR得，减小电流或电阻可以减小损失 1.减少导线电阻，由电阻定律： R 让学生阅读教材53页第二、三段回答下面三个问题。（1）减小输电线的长度L可行吗？减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离（2）减小材料的电阻率。目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。用电阻率更小的银可以吗？成本太高（3）增加输电线的横截面积又如何呢？可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。（由于书上面是直接拿出数据，可将书上面的文字表述通过一道物理计算展示给学生，这样便于学生理解。）例如：用220V把功率为10000kW的电能用铝导线输送到10km以外的地方，要使功率损失为输送功率的10%，导线横截面积应多大？解：P损I2r(P输/U输)2. S=1200000mm2=1.2m22.减少导线电流 在上例中，如果用22KV的电压输电，即将电压提高100倍，P=UI，电流就减小为原来的1/100，由P损=I2R,功率损失减小为原来的 1/10000 P一定，输送电压为原来n倍，则功率损失为原来的1/n2倍 此方案能大大减少输电线上的电压和电功率的损失，又不造成材料的浪费和架线的困难采用高压输电 3.高压输电（1）如何获得高压来输电呢？用升压变压器P2=P1（2）.输送到用户处时，如何使用电器正常工作呢？（3）.请设计远距离输电的整体流程图？展示生活中的输电过程，提出是不是输电电压越高越好？总结：电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。讲解三种常见的输电线路。低压输电线路： 输电电压220V-输电功率100kW以下， 距离为几百米以内。高压输电线路： 输电电压35kV-输电功率100kW以上，距离为几十千米到上百千米超高压输电线路： 输电电压220kV以上-输电功率 10万kW以上， 距离为几百千米以上将这些不同的输电线路连接起来就形成了全国性或地区性的输电网络(电网)。采用电网供电的优点:可以在能源产地使用大容量发电机组,降低一次能源的输送成本,获得最大的经济效益.同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区电力供需平衡,保障供电质量。三、远距离输电系统1.结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系第一个回路：P1U1I1 第二个回路：U2U损U3，P2P损P3I22RP3 I2=I3第三个回路：P4U4I4 2.每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？功率关系： 电压关系：电流关系：四、例题某小型发电站的发电机输出交流电压为500V，输出电功率为50kW，用电阻为3的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？若要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解：(1) 解：500V送电时示意图如图所示 输电线上的电流 用户获得电压 用户获得的功率 ：通过对比可知直接输送电能时损失非常大进而引出利用高压输电求解。改用高压输送时，示意图如图所示 P损=P0.6% P损=501030.6%W=300W 输电电流 ：发电站升压后输电电压 ：升压站变压器匝数 输电线上损失的电压 ：U=I2R=103V=30V 到达用户输入变压器电压 ：U3=U2- U =(5000-30)V=4970V 故降压变压器的匝数比同时可以给学生提供第二种求解U3的思路:99.4P1=U3I2由于交流输电电功率很大时，输电导线与大地之间形成一个大电容器，同时导线也会产生自感现象引起电压和功率的损失就很大。且同一电网供电的发电机必须同步运行，技术存在困难为。要克服上述局限性，应该怎么解决？直流输电五、直流输电 直流输电系统：发电机升压变压器整流设备输电线逆变器降压变压器用户课堂要点小结 作业：名师39页 对应训练：1、