高中物理 5.6电能的输送课件 新人教版选修32.ppt

目标定位1 了解远距离输电线路的基本构成 2 掌握远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关 3 应用理想变压器 电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算 第6讲电能的输送 一 降低输电损耗的两个途径1 输送电能的基本要求 1 可靠 保证供电线路可靠地工作 少有 2 保质 保证电能的质量 和稳定 3 经济 输电线路建造和运行的费用低 损耗少 故障 电压 频率 电能 2 降低输电损耗的两个途径输电线上的功率损失 p i为输电电流 r线为输电线的电阻 1 减小输电线的电阻 在输电距离一定的情况下 为了减小电阻 应当选用的金属材料 还要尽可能导线的横截面积 2 减小输电导线中的 为减小输电电流 同时又要保证向用户提供一定的电功率 就要输电电压 i2r线 电阻率小 增加 电流 提高 二 电网供电1 远距离输电的基本原理 远距离输电的基本电路如图1所示 升压变压器 图1 在发电站内用升压 然后进行远距离输电 在用电区域通过降压降到所需的电压 降压变压器 2 电网 通过网状的输电线 变电站 将许多电厂和广大用户连接起来 形成全国性或地区性的输电网络 3 电网送电的优点 1 降低一次能源的 获得最大的经济效益 2 减小断电的风险 调剂不同地区电力供需的平衡 保障供电的 3 合理调度电力 使电力的供应更加 质量更高 运输成本 质量 可靠 想一想在图1中 甲同学说u2 i2r线 乙同学说p2 ir线 他们的说法对吗 正确关系是什么 一 降低输电损耗的两个途径1 输电线上的功率损失 1 损失功率计算 设输电电流为i 输电线电阻为r线 则输电线上的功率损失为 p i2r线 2 减小输电线上功率损失的方法 减小输电线的电阻r线 由r线 得 要减小r线 在l保持不变的情况下 可以减小 增大s 减小输电电流i 由p ui得 在输送功率一定的情况下 提高输电电压 即可减小输电电流 采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效 最经济的措施 2 输电线上的电压损失 1 输电线路始端电压u跟末端电压u 的差值 称为输电线上的电压损失 u u u 如图2所示 电压损失还可以表示为 u ir线 r线 图2 2 减少输电线上电压损失的方法 减小输电线的电阻 提高输送电压 例1远距离输送一定功率的交变电流 若输电电压升高为原来的n倍 关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是 不考虑电抗产生的损失 a 功率损失是原来的b 功率损失是原来的c 电压损失是原来的d 电压损失是原来的n倍 答案bc 针对训练发电厂发电机的输出电压为u1 发电厂至学校的输电线总电阻为r线 通过输电线的电流为i 学校输入电压为u2 下列计算输电线功率损耗的式子中 正确的是 答案bcd 二 远距离输电的输送电路及基本关系1 输电线路的构成由发电机 升压变压器 输电导线 降压变压器 用电器构成 2 远距离输电的基本关系 如图3所示 图3 3 特别强调 1 升压变压器副线圈的电压不等于降压变压器原线圈的电压 输电线上的电压损失 u i线r线 输电线上的功率损耗 p ir线 2 输电线的电阻计算时 应注意输电线长度为距离的两倍 3 处理远距离输电问题 首先要画出输电线路示意图 并将已知量和待求量写在电路图的相应位置 其次解题时要抓 两头 电源 用电器 要注意 中间一条线 输电线 以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路 以变压器为联系的纽带将 两头 与中间 输电线 联系起来 利用能量守恒 变压比 变流比等规律进行分析与计算 例2如图4所示 发电站通过升压变压器 输电导线和降压变压器把电能输送到用户 升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器 若发电机的输出功率是100kw 输出电压是250v 升压变压器的原 副线圈的匝数比为1 25 求 图4 1 升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 答案6250v16a 2 若输电导线中的电功率损失为输入功率的4 求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压 答案15 625 6000v 例3发电机两端的电压为220v 输出功率44kw 输电导线的总电阻为0 2 如果用原 副线圈匝数比为1 10的升压变压器升压 经输电线后 再用原 副线圈匝数比为10 1的降压变压器降压供给用户 1 画出全过程的线路示意图 解析线路示意图如图所示 答案见解析 2 求用户得到的电压和功率 答案见解析 3 若不经过变压而直接送到用户 求用户得到的电压和功率 答案见解析 输电线上损耗的问题1 某发电厂原来用电压为u1的交流电输电 后改用变压比为1 50的升压变压器将电压升高为u2后输电 输送的电功率保持不变 若输电线路的总电阻为r线 则下列说法中正确的是 选项b d中的u2应为损失的电压 所以选项b d错误 答案ac 2 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 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 输电线上损失的电压为 u ir 6 103 2 5v 1 5 104v 15kv b项正确 当用5kv电压输电时 输电线上损失的功率若超过3 106kw 与实际情况相矛盾 故c项错误 当用公式 p 计算损失的功率时 u为输电线上损失的电压而不是输电电压 d项错误 答案b 远距离高压输电的应用3 某小型水电站的电能输送示意图如图5所示 发电机的输出电压为200v 输电线总电阻为r 升压变压器原 副线圈匝数分别为n1 n2 降压变压器原