高中物理 第三章 电磁感应 3.5 高压输电课件 新人教版选修11.ppt

五 高压输电 读一读 辨一辨 一 远距离输电的电能损失阅读教材第63页第五节第1 3自然段 了解电能损失的原因及有效减小输电线电能损失的方法 1 远距离输电时 输电线上为什么会产生电能的损失 答案 用户距离发电厂较远 导线的电阻不能忽略 当导线上有电流流过时 导线会发热 从而引起电能的损失 因此输电线上损失的电能主要是由电流的热效应引起的 2 影响电能损失的因素有哪些 答案 输电线的电阻越大 输电线上通过的电流越大 在输电线上产生的热量就越多 损失的电能越多 3 减少电能损失的途径有哪些 答案 1 减小输电线的电阻 2 减小输送的电流 读一读 辨一辨 二 降低导线的电阻阅读教材第63页 降低导线电阻 部分 了解影响导线电阻的因素 1 影响导线电阻的因素有哪些 答案 导线的长度 组成导线的材料和导线的粗细 2 降低导线电阻的措施有哪些 它有什么局限性 答案 措施 在导线长度一定的情况下 选用导电性能好的材料做导线 同时把导线做得粗一些 局限性 1 导电性能较好的金属一般比较贵重 2 导线太粗不仅增加材料消耗 还会给架线增大困难 读一读 辨一辨 三 降低输电电流阅读教材第63 64页 降低输电电流 部分 知道为什么要用小电流输电及如何减小输电电流 1 降低输电电流的方法在输送一定功率的电能时 要减小输送的电流 就必须提高送电的电压 2 高压输电的效果由p ui和p热 i2r可知 在p不变的情况下 电压提高一倍 热损失功率将会减少为原来的 读一读 辨一辨 四 电网供电阅读教材第64页 电网供电 部分 知道什么是电网 采用电网供电的优点 1 什么是电网 答案 将多个电厂发的电通过输电线 变电站连接起来 形成全国性或地区性的输电网络 叫作电网 2 采用电网供电的优点有哪些 答案 1 节约成本 提高效益 2 合理地调度电力 3 使电力供应更加可靠 读一读 辨一辨 1 思考辨析 1 输送电能的基本要求是可靠 保质 经济 解析 输送电能要求减少断电的风险 保障供电的质量 使电力供应更加可靠 答案 2 若输电电压为u 则可用p 来计算输电线损耗的功率 解析 输电电压不是输电线上损耗的电压 输电电压u u损 u用户 故p可用p 计算 答案 3 降低输电损耗的唯一途径是减小输电线的电阻 解析 降低输电损耗有减小输电线电阻和输电电流两种途径 答案 读一读 辨一辨 2 探究讨论 1 电能的应用越来越广泛 如电视机 电冰箱 洗衣机等都需要电能才能工作 电能的应用具有哪些优点呢 答案 使用方便 便于输送 2 在电能的输送中 若u为输电电压 r为输电线电阻 则输电线中电流为i 对不对 为什么 答案 不对 因为u是输电电压 而不是输电线上损失的电压 u 这是两个不同的概念 输电线中的电流应为i 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究一输电线上的电压损失和功率损失我们日常生活中的照明用电是220v 如果不采用高压输电 我们就用220v的电压输电 如果输电线的电阻为1 输电总功率为10kw 试计算在输电线上损失的功率 你发现了什么问题 要点提示若用220v的电压输电 由p ui知输电线上电流 所以损失功率p损 i2r 45 45 2 1w 2065 7025w 2 07kw 10kw 这说明采用低压输电消耗太大 甚至会全部损耗在输送过程中 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 1 什么是输电线上的电压损失输电线路始端电压u跟末端电压u 的差值 称为输电线路上的电压损失 u u u 如图所示 可简单理解为 输送电压 等于用户 得到的电压 与输电线上 损失的电压 之和 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 2 输电线路的功率损失应如何计算输送功率是指升压变压器输出的功率 损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率 两者关系是 p p p p为输送功率 p 为用户所得功率 除了利用 p p p 计算输电线路上的功率损耗外 还可用下列方法计算 i为输电线路上的电流 r为线路电阻 p为输送功率 u为输送电压 3 p u i u为输电线路上损失的电压 i为线路上的电流 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 例题1 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3 106kw 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 0 105ab 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9 108kwd 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 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 答案 b 归纳总结计算输电线路中功率损失时应注意的问题 2 注意电压关系 u输 u损 u用 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 变式训练1 多选 在电能输送过程中 当发电机输送电功率一定时 关于输电线的功率损失 下列说法中正确的是 a 随输电线电阻的增大而增大b 与输送电压的二次方成正比c 与输电线上电压损失的二次方成正比d 与输电电流的二次方成正比 答案 acd 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究二对远距离输电的认识远距离输电为什么要用高电压 由功率的公式p 若要减小p 是不是应降低u 是否与前面讨论的高压输电相矛盾 要点提示在输送一定功率的电能时 所用电压越高 导线中的电流越小 由焦耳定律可知 输电线上的能量损失跟导体中电流大小的二次方成正比 即采用高压输电可以大大减小电能的损失 不矛盾 公式p 中的u指的是输电线上损耗的电压 这里的p是指输电线上损耗的功率 而我们说的高压输电的电压是指输电线路两端的总电压 只有提高输电线路两端的总电压 才能减小公式p 中的u 所以并不矛盾 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 输电线上电能损失的原因远距离输电时 导线上会有电能损失 损失的电能主要是由电流的热效应引起的 损失的功率p i2r 其中i为输电线中电流 r为输电线电阻 2 减小输电线上电能损失的途径 1 减小输电线电阻 2 减小输电电流 由能量损失q i2rt 电流减为原来的 能量损失减为原来的 所以减小电流是减小能量损失的有效途径 根据输送功率p ui 在输送一定的电功率时 输送电压越高 输送电流越小 为减少能量损失 应采用高压输电的方法 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 3 电能的输送过程输送过程 把发电机送出的交变电流经过升压变压器升压 经过远距离输送 再经过降压变压器送给各用户 原理如图所示 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 多选 关于输电技术 下列说法正确的是 a 减小输电导线的电阻可以减小损失的功率b 提高输送电压从而减小输送电流 可以减小损失的功率c 提高输送电压可以减小损失的功率 因此可以无限提高输电电压d 采用电网供电可减小损失的功率解析 由p损 i2r知 减小r可减小p损 故选项a正确 又由p损 i2r r知 提高u可减小p损 故选项b正确 虽然提高输电电压可减小功率损失 但电压过高 对绝缘要求也大幅提高 增加架线成本 故电压不宜过高 选项c错误 采用电网供电 只能提高供电质量及可靠性 降低输电成本 并不能减少功率损失 故选项d错误 答案 ab 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 归纳总结高压输电是减小功率损失的有效途径 但不是唯一途径 实际输送电能时 要综合考虑各种因素 如可靠性 稳定性 经济性等 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练2导学号66824059照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的 可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯 电灯比深夜时要显得暗些 这是因为此时 a 总电阻比深夜时大 干路电流小 每盏灯分到的电压就小b 总电阻比深夜时大 干路电流小 每一支路的电流就小c 总电阻比深夜时小 干路电流大 输电线上损失的电压大d 干路电流一定 支路比深夜时多 分去了一部分电压解析 此时用电器多 负载大 电阻小 因为用电器都是并联的 而变压器输出电压u不变 由i 可知 干路电流大 输电线上损失电压大 电灯两端电压小 故比深夜暗 故c正确 答案 c 12345 1 多选 电网供电的优点 关于电网供电的优点的说法正确的是 a 可以减少发电设施的重复建设b 可以保证供电系统的可靠与安全c 可以保证都用超高压送电d 可以根据火电 水电 核电的特点 合理调度电力解析 供电电压的选择需要综合考虑各方面的因素 并不是越高越好 故选项c不正确 答案 abd 12345 2 多选 减少输电损失的途径 关于减小远距离输电线上的功率损失 下列说法正确的是 a 应降低输电电压b 应减小输电线电阻c 应减小输电电流d 应采用高压输电解析 应采用提高电压减小电流的方法 减小电阻在实际中是不现实的 会增加成本 但在理论上是可以减小输电线上损失的功率的 所以b c d项正确 答案 bcd 12345 3 高压输电的理解 远距离输送交变电流都采用高压输电 我国正在研究用比330kv高得多的电压进行输电 采用高压输电的优点是 a 可提高用户端电压b 可根据需要调节交变电流的频率c 可减少输电线上的能量损失d 可加快输电的速度解析 高压输电不能改变交变电流的频率 主要目的是减少能量损失 答案 c 12345 4 减小电能损失的方法的理解 远距离输电时 为了减少输电线上电能损失 应 a 提高输送电压 增大输送电流b 提高输送电压 减小输送电流c 减小输送电