高中物理 第5章第5节《电能的输送》新人教版选修32.ppt

第5节电能的输送 交变电流 火力发电和水力发电火力发电一般是指利用石油 煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的内能来加热水 使水变成高温 高压水蒸气 然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称 火力发电根据使用的燃料不同 可分为石油火力发电 煤炭火力发电和液化天然气火力发电等种类 利用煤炭进行火力发电 会释放大量的二氧化碳 常常被认为是导致地球变暖的原因之一 降低火电厂对环境的污染是一项基本任务 电力公司所有大型机组均推广采用了先进 高效电除尘装置 提高飞灰收集效率 火力发电机组安装湿式烟气脱硫装置 应用湿法脱硫 电子束同时脱硫脱硝等技术和装备 以降低粉尘 so2和no2的排放 研究和推广使用各种氮燃烧器 确保火电厂no2排放控制在要求之内 积极采用高参数 大容量 高效率 高调节性 节水型的设备 开发节煤燃烧技术 以减轻对环境的压力 水力发电是指利用水轮机从高处蓄水获得的水能 机械能 来发电 亦称水电 海波发电是水力发电技术之一 它是指利用海波的上下垂直运动推动装有活塞的泵体 泵体与活塞的相对运动产生压缩空气以推动涡轮发电机发电 潮汐发电是另一种水力发电技术 它是利用海洋潮汐能推动水轮机的一种发电形式 中国第一座较大的潮汐发电站是浙江温岭江厦潮汐电站 第一台机组已于1980年5月投入运行 中国是世界上第二大能源消耗国 而中国现在消耗电力的五分之四来自传统的火力发电厂 利用传统的火力发电给环境带来很大的压力 我们希望能够建立大量新型的天然气发电厂和水力发电厂以替换原有的火力发电厂 减少环境污染 我国计划在八年内将水力发电装机总容量增加到1 5 108kw 这一装机容量相当于8个长江三峡发电枢纽或者150部核发电机组的发电能力 1 设输电电流为i 输电线的电阻为r 则输电线上的功率损失为 2 减小输电损失的途径有两个 一个是减小输电线的 另一个是提高输电 减小输电 1 p i2r2 电阻电压电流 输电导线上的电功率和电压的损失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 如下图所示 说明 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对于交流输电线路来说 造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗 其中电阻造成的电压损失 u ir 3 减小输电线路上的电压损失的方法据 u ir可知 减小输电线路上电压损失的方法主要有两种 1 减小输电线路电阻用增大输电导线横截面积来减小电阻 对低压照明电路有效 在高压线路中 因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大 故这种方法对高压输电效果不佳 2 减小输电电流i因为i 在输送电功率p不变的前提下 应提高输电电压u 在远距离输电时 输送的电功率为p 输电电压为u 所用导线电阻率为 横截面积为s 总长度为l 输电线损失的电功率为p损 用户得到的电功率为p用 则p损 p用的关系式正确的是 变式迁移 输电导线的电阻为r 输送电功率为p 现分别用u1和u2两种电压来输电 则两次输电线上损失的功率之比为 a u1 u2b u uc u ud u2 u1 基础巩固 1 如下图所示 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 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 解析 远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗 由p失 i2r可以看出 在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失 一是减少输电线的电阻 由r 知 a正确 二是减小输电电流 b正确 若输电电压一定 由p ui知输送的电功率越大 输电电流越大 则输电中能量损耗p失 i2r越大 c错误 在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗 在输电电压越高时 电晕放电引起的电能损失越大 d正确 答案 abd 6 2011年福建厦门 某小型水电站的电能输送示意图如图所示 发电机通过升压变压器t1和降压变压器t2向用户供电 已知输电线的总电阻为r 降压变压器t2的原 副线圈匝数之比为4 1 降压变压器副线圈两端交变电压u 220sin100 tv 降压变压器的副线圈与阻值r0 11 的电阻组成闭合电路 若将变压器视为理想变压器 则下列说法中正确的是 能力提升 a 通过r0电流的有效值是20ab 降压变压器t2原 副线圈的电压比为4 1c 升压变压器t1的输出电压等于降压变压器t2的输入电压d 升压变压器t1的输出功率大于降压变压器t2的输入功率 解析 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220v 负载电阻为11 所以通过r0电流的有效值是20a 选项a正确 降压变压器t2的原 副线圈匝数之比为4 1 所以降压变压器