高中物理 第三章 第五节 高压输电精品课件 新人教版选修11.ppt

第五节高压输电 目标导航1 了解为什么要用高压输电 重点 2 知道减少远距离输送电能损失的主要途径 重点 难点 3 了解电网在能源利用上的作用 认识科学技术对人类生活的深远影响 一 如何减少电能损失由于输电线路存在电阻 就会有电能的损耗 要减少电能输送时的损失 有两个途径 1 减小输电线的 2 减小输送的 电阻 电流 二 降低导线电阻在导线长度一定的情况下 要使导线的电阻小些 应该尽量采用导电性能好的材料做导线 还应该使导线 一些 但如果导线太粗 不仅消耗大量的导体材料而且给架线工作增加困难 粗 想一想1 为什么许多高压输电线是多股绞线拧成的 中心是钢线 周围是铝线 提示 钢线强度大 使输电线不易拉断 铝线导电性能好 而且密度小 使输电线不致太重 减小了架设困难 三 降低输电电流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 想一想2 提高输送电压 就可以减小输电线上的电流 这是否与欧姆定律矛盾 提示 不矛盾 输送电压并不是输电线上的电压 根据功率公式 p ui 可知在输送功率一定的条件下 提高输电电压会减小输电线上的电流 根据欧姆定律输电线上的电压损失也会减小 所以不矛盾 四 电网供电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输电网络 这就是 使用电网送电 优点有 1 可以降低运输一次能源的成本 获得最大的经济效益 2 电网可以保证发电和供电系统的安全与可靠 调整不同地区电力供需的平衡 保障供电的质量 电网 学案导引1 输电线上的功率损失有几种算法 2 输电电压和输电线路上的电压损失相同吗 1 输电线路功率损失的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 2 输电线路电压损失的计算输电线路始端电压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3 5 1所示 图3 5 1 输电线上电阻两端电压 u i线 r线 这样用户得到电压u u u 即 u u u 是导线中电压损失 2012 苏州高级中学高二检测 如图3 5 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3 5 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 关键提醒 找出输电线上的不变量 并注意输电电压 损失电压的区别和功率 电压联系是解决本题的关键 答案 abd 变式训练远距离输送一定功率的交流电 若输电线电阻一定 下列说法正确的是 a 输电线上的电压损失跟输电电压成正比b 输电线上的功率损失跟输电电压成正比c 输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比d 输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比 能量守恒在远距离输电中的综合应用 经典案例 16分 风能将成为21世纪大规模开发的一种再生清洁能源 风力发电机是将风能 气流的动能 转化为电能的装置 其主要部件包括风轮机 齿轮箱 发电机等 如图3 5 3所示 图3 5 3 1 利用总电阻r 10 的线路向外输送风力发电机产生的电能 输送功率p0 300kw 输电电压u 10kv 求导线上损失的功率与输送功率的比值 2 风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积 设空气密度为 气流速度为v 风轮机叶片长度为r 求单位时间内流向风轮机的最大风能pm 在风速和叶片数确定的情况下 要提高风轮机单位时间接受的风能 简述可采取的措施 3 已知风力发电机的输出电功率p与pm成正比 某风力发电机在风速v1 9m s时能够输出电功率p1 540kw 我国某地区风速不低于v2 6m s 每年约为5000小时 试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时 解题流程 误区警示