人教版选修32 　电能的输送 课件（41张）.pptx

5电能的输送,第五章交变电流,学习目标1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题.,内容索引,自主预习预习新知夯实基础,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习,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，少有故障.(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，损耗小.2.输电线上的功率损失：p，i为输电电流，r为输电线的电阻.3.降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的：在输电距离一定的情况下，为了减小，应当选用的金属材料，还要尽可能增加导线的.,频率,电压,i2r,电阻,电能,电阻,电阻率小,横截面积,(2)减小输电线中的：为减小输电，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高.二、电网供电1.远距离输电的基本原理：在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降到所需的电压.2.电网：通过网状的输电线、，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.,输电电压,升压,升压,降压,变电站,网络,电流,电流,3.电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.(2)减小的风险，调节不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量.(3)合理调度电力，使的供应更加可靠，质量更高.,断电,电力,即学即用1.判断下列说法的正误.(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比.()(2)由p可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小.()(3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.()(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1n，降压变压器匝数比为n1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等.(),答案,2.输电线的总电阻为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_.,答案,u22u12,重点探究,答案uuuur.,导学探究如图1所示，假定发电厂输出的电压为u，输送功率为p，输电线路中的电流是i，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).那么：(1)用户两端的电压是多大？,一、降低输电损耗的两个途径,图1,答案,(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？,答案不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.,(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？,答案,答案由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因.,功率损失表达式：pi2r，所以降低功率损耗的两个途径为：减小输电线的电阻r；减小输电电流i，即提高输送电压u.,3.减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r，根据r，可减小电阻率，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积s，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难.(2)减小输电电流i，根据i，在输送功率p一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的,例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？,答案,解析,答案2500a,(2)在(1)情况下，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？,答案,解析,答案1.25108w,解析输电线上损失的功率pi22r25002210w1.25108w,(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？,答案,解析,答案1000a2107w,输电线上损失的功率pi22r10002210w2107w,例2(多选)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,解析,解析输电线功率损耗p损i2r线iu线，其中u线u1u2，故b、c、d正确.,p损i2rui.式中必须注意，u为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.,导学探究某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.,二、远距离高压输电电路中的各种关系,答案,图2,(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(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计).,答案第一个回路：p1u1i1第二个回路：u2uu3，p2pp3i线2rp3第三个回路：p4u4i4,(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？,答案,知识深化解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律.1.画图、理清三个回路(如图3所示),图3,2.抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2,(2)理想降压变压器联系回路2和回路3,3.掌握一个定律根据能量守恒定律得p2pp3.,答案6250v16a,例3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125，,答案,解析,图4,(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；,解析p损i22r线，p损0.04p1所以r线15.625因为uu2u3i2r线所以u3u2i2r线6000v.,答案15.6256000v,(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,解析,达标检测,1.(输电线上功率损失的计算)夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电.若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是a.若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍b.若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍c.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍d.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍,答案,解析,1,2,3,4,5,解析高压输电时pui，i是输送电路上的电流.用电高峰时，若输送电压不变，则i为正常时的2倍，a正确；输电线上损失的功率pi2r线，则损失功率变为正常时的4倍，b错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则i不变，与正常时相同，c错误；由pi2r线，知损失的功率不变，d错误.,1,2,3,4,5,2.(输电线上功率损失的计算)(多选)在如图5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有a.升压变压器的输出电压增大b.降压变压器的输出电压增大c.输电线上损耗的功率增大d.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,答案,解析,1,2,3,4,5,图5,解析发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项a错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压(uir)增大，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项b错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损耗的功率(pi2r)增大，选项c正确；,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,3.(远距离高压输电的分析与计算)如图6所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是u，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是i1，其末端间的电压为u1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是i2.则a.用户端的电压为b.输电线上的电压降为uc.理想变压器的输入功率为i12rd.输电线路上损失的电功率为i1u,答案,解析,图6,1,2,3,4,5,解析根据理想变压器的工作原理，得i1u1i2u2，所以用户端的电压u2，选项a正确；输电线上的电压降ui1ruu1，选项b错误；变压器的输入功率p1i1ui12ri1u1，选项c错误；输电线路上损失的电功率pi12ri1(uu1)，选项d错误.,1,2,3,4,5,4.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图7为远距离输电示意图，发电机的输出电压u1和输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1n2n4n3.当用户用电器的总电阻减小时a.u1u2u4u3b.用户的电压u4增加c.输电线上的损失功率增大d.用户消耗的功率等于发电机的输出功率,答案,解析,图7,1,2,3,4,5,解析根据以及n1n2n4n3，知u1u2u4u3，故a正确.用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据p损i2r知，输电线上损耗的功率增大，根据uir知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压u4减小，故b错误，c正确.用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故d错误.,1,2,3,4,5,5.(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kw，路端电压为500v，升压变压器原、副线圈的匝数比为15，两变压器间输电线的总电阻为1.5，降压变压器的输出电压为220v，不计变压器能量损耗，求：(1)升压变压器的副线圈两端电压；,答案,解析,1,2,3,4,5,答案2500v,1,2,3,4,5,解析输电线路原理图如图所示,升压变压器的