沪科版物理初三电能的输送

1、输送电能的基本要求：输送电能的基本要求： 可靠、保质、经济 可靠：是指保证供电线路可靠地工作 , 少有故障和停电 保质：是指保证电能的质量,即电压和 频率稳定 经济：是指输电线路建造和运行的费 用低,电能损耗小 输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济; （一）输电线的功率损失： 1、任何输电线都有电阻，存在功率损失。 S L U P P? 2 )( 2、减少功率损失的方法： （1）减少输电线的 R： 减小输电线长度L; 由于输电距离一定，所以在实际中不可能 用减小输电线长度L来减小R。 减小电阻率; 目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。 增大导线的横截面积S; 这要多耗费金属材料，增加成本

2、；同时输电 线太重也会给架设工作带来很大的困难。 （2）减小输电电流： U P I ? 减小输送功率P; 在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少 损耗的目的。 提高输电电压U; 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，输电线上的功率 损失降为原来的1/n 2倍。 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。 （二）输电线的电压损失： 1、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 UU? 2、造成电压损失的因素： （1）输电线电阻造成电压损失U=IR。 （2）输电线的感抗和容抗造成的电压损失。 3、减少

3、输电线上电压损失的方法： （1）用增大输电导线的截面积来减小电阻; （2）减小输电电流I：在输送电功率不变的 情况下，提高输电电压是有效的措施。 （三）电网供电： 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，这就是电网。 我国远距离高压输电的原理如下图所示： 线 R 损 P 损 U 设发电机的输出功率为P，则功率损失为： P=I 2R; 用户得到的功率为P用=P-P 电压损失为U=I 2R，则U3=U2-U 例1、 在电能输送过程中，若输送电功率一定， 则在输电线上的功率损失（ ） A、随输电线电阻的增大而增大 B、与输送电压的平方成正比 C、与输

4、电线上电压损失的平方成正比 D、与输电电流的平方成正比 ACD 例2、 发电机输出功率40kW，输出电压400V， 用变压比（原、副线圈匝数比）为1：5的 变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻 为5，到达用户后再用变压器降为220V， 求： （1）输电线上损失的电功率是多少？ （2）降压变压器的变压比是多少？ 例3、 一台交流发电机的输出电压为250V，输出 功率为100kW，向远处输电所用输出线的 总电阻为8，要使输电线上的功率损失 不超过输送功率的5%，用户正好得到220V 的电压，则供电处的升压变压器和用户的 降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？ 小结： 这节课主要学习了： （1）输

5、电导线上功率损失: 电压损失: （2）提高输电电压是减小功率损失和 电压损失的有效途径。 R U P RIP 22 )(? IR U ? ? 电站站址 用户(负载) 远距离 能源丰富 有利开发 能源缺乏 用电量大 1、为什么输电线上有电能损失 ? 由于输电线长，电阻大，当电流由于输电线长，电阻大，当电流 通过输电线时，产生 热量Q，损失一 部分电能，同时损失一部分电压 . 一、输电线上的功率损失 (1)减小导线电阻 2、如何减少电能损失? RIP 2 ? 损 (2)减小输电线中的电流 S L R? 由电阻定律知 (1)减小导线电阻 减小材料的电阻率.银的电阻率最小,但 价格昂贵,目前选用电阻率

6、较小的铜或铝作 输电线。 减小输电线的长度L不可行,因为要保证 输电距离。 可适当增大横截面积.太粗不可能,既不 经济又架设困难。 方 法 (2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流 思考与讨论 1.怎样计算输电线路损失的功率? 2.在输电电流一定的情况下 ,如果线路的 电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率 减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下, 如果输电电流减为原来的 1/100,线路上损 失的功率减为原来的1/? RIP 2 ? 损 3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更 为有效? 4.怎样计算用户得到的功率P? 5.在保证用户的电功率的前提下,怎样才 能减小输电电流? 输送输送输

7、送 IUP? 损 输送 用户 P P P ? ? 练习：练习： 输送10kw的电功率，采用的电功率，采用400V的 电压输电，输电线的总电阻为10，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压? 用户得到的电压? (1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W (2)输电线损失的功率?用户得到的功率? (3)如果采用4000V电压输电，输电线损失 的功率?用户得到的功率? (3) 62.5W 9937.5W 提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法 U1 U2 U3 U4 发 电 机 升压变压器 高压输电线路 降压变压器 用 电 器 交流高压输电基本环节示意图交流高压输电基

8、本环节示意图 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I 1 I 3 I4 n 1 n2 n3 n 4 P 1 P 2 P3 P 4 升压变压器 降压变压器 二、远距离输电原理图 功率关系： P 1=P2，P3=P4，P2=Pr +P 3 电压关系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I 1 I3 I4 n 1 n2 n3 n 4 P1 P2 P 3 P 4 升压变压器 降压变压器 3 2 4 3 4 3 2 1 2 1 , , U U U n n U U n n U U r + ? ? ? 32 3 4 4 3 1 2 2 1 ,III n n I I n n I I r ? 电流关系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I 1 I 3 I 4 n 1 n2 n3 n4 P 1 P2 P 3 P 4 升压变压器 降压变压器 远距离输