第65课时电能输送重点突破课

二、远距离输电1．输电线路简图2．输送电流PI＝U＝U－U′

R3．电压损失

ΔU＝U－U′＝

IR4．功率损失UP2ΔU2R2ΔP＝P－P′＝

I

R

＝

R＝[小题热身]1．发电厂给某工厂的功率限额为500

kW，用100

kV高压输送，当该工厂由于休假，只使用50

kW的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路电流为

(

)A．0.5

AC．50

AB．5

AD．不知电阻，无法求出P50×103解析：由P＝IU知I＝

U＝

100×103B、C、D错误。答案：AA＝0.5

A。选项A正确，．从西部某电电压为1

000

kV，输输电线，则可减少输电损耗的功A．1×105

kWC．1×106

kWB．1×10D．1×103

kWPU解析：输电电流

I＝ ，输电线路损失的电功率损2P

＝I

R＝UP2

R＝1×105

kW，当改用超导材料输电时，就不损失电能，因此减少的输电损耗就等于

P

损，A

正确。答案：A3．如图是远距离输电的示意图，下列说法正确的是(

)A．a是升压变压器，b是降压变压器

B．a是降压变压器，b是升压变压器

C．a的输出电压等于b的输入电压D．a的输出电压等于输电线上损失的电压解析：远距离输电需要升高电压，故a是升压变压器，b是降压变压器，A正确，B错误，由于电压损失，a的输出电压大于b的输入电压，C、D错误。答案：A八市质检)如图为某发电站电能输送示意图。已知发解析：若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，选项A错误。若用户电阻减小，降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失电压增大，输电线上的功率损失增大，选项B错误。输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈输入电压减小，由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小，选项C正确。根据题给发电机的输出电压不变，升压变压器的原线圈输入电压不变。由于升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则输电线上输送电压不变，选项D错误。答案：C[提能点·师生互动]

提能点(一)

高压输电的原理[典例]

(2017·襄阳模拟)一般发电机组输出的电压在

10

kV

左右，不符合远距离输电的要求。因此，要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电。到达几百千米甚至几千千米之外的用电区之后，先经“一次高压变电站”、“二次变电站”降到10kV左右，再经低压变电站的降压变压器(可视为理想变压器)降压后供给某小区居民，已知供给居民的交流电

u＝220 2sin

100πt(V)，该变压器原、副线圈匝数比为

50∶1，则

(

)原线圈上的电压为

11

000

2

V原线圈中电流的频率是100

Hz原线圈使用的导线应该比副线圈的粗

D．高压输电有利于减少输电线路中的损耗[解析]

供给某小区居民的交流电

u＝220 2sin

100πt(V)，最大n1值为

220

2

V，故输出电压有效值为

220

V，根据变压公式U1＝

，U

n2

2解得输入电压

U1＝50×200

V＝11

000

V，选项

A

错误；由

u＝220

2sin

100πt(V)，解得频率

f＝50

Hz，选项

B

错误；根据变压器输入功I12率等于输出功率，变压器原、副线圈中的电流与匝数成反比，即I

＝n2

1n

＝50，副线圈中的电流大于原线圈中的电流，所以副线圈的导线1要比原线圈的导线粗，选项C

错误；在输送电功率一定的情况下，根据公式P＝UI，高压输电有利于减小输电电流，输电线上电功率损耗ΔP＝I2r

也会减少，选项

D

正确。[答案]

D高压输电的分析方法输电线上的功率损失ΔP＝I2r，其中I为输电电流，r为输电线上电阻。输电线路需要输送的功率一定，根据P总＝UI提高输电电压，可以减小输电电流，这样就减小了输电线上的功率损失。[集训冲关]1．高压输电电压为U，输电线电阻为r，则下列说法正确的是(A．若发电机输出功率不变，使输出电压变大，则输电线损失功率变小)U2B．输电线上损失的功率为

ΔP＝

r

，故导线电阻越大，损失的功率越小UC．通过输电线的电流为I＝

r

，故输电电压越高，电流越大，损失的功率越大D．以上说法都不对UP22

2解析：ΔP＝I

r＝

r，ΔP

与

U

成反比，故

A

正确；选项B、C了输送电压U

和损失电压ΔU，故B、C、D

错误。答案：A2．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60

型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4

Ω，安置区家用电器的总功率为44

kW，当这些额定电压为220

V的家用电器都正常工作时()型号AED6

500S输出电压范围220～300

V最大输出功率60kW．输电线路中的电流为

20

A．发电机的实际输出电压为

300

V．在输电线 损失的电功率为

8

kW．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300

V解析：当这些额定电压为

220

V

的家用电器都正常工作时，输电线路P—4中的电流为

I＝U＝200

A，A

错误；导线电阻为

R＝2.5×10

×400×2

Ω＝0.2

Ω，则发电机的实际输出电压为

U

输＝U＋IR＝260

VB错误；在输电线损失的电功率为P损＝I2R＝8

kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是

Um＝

2U

输≈368

V，D

错误。答案：C提能点(二)远距离输电问题[典例]

(多选)(2017·

武昌区调研)

为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器。升压变压器

T1的原、副线圈匝数之比为

n1∶n2＝1∶10，在

T1

的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为

2r＝2

Ω，降压变压器

T2

的原、副线圈匝数之比为n3∶n4＝10∶1，若

T2

的用电设备两端的电压为

U4＝200

V

且用电设备消耗的电功率为

10

kW，不考虑其他因素的影响，则

(

)A．T1

的副线圈两端电压的最大值为2

010

2

VB．T2的原线圈两端的电压为2

000

VC．输电线上损失的电功率为50

WD．T1

的原线圈输入的电功率为10.1

kW[解析]

因为用电设备消耗的电功率为

10

kW，T2

副线圈两端的电压P为U4＝200

V，则流过

T2

副线圈的电流为

I4＝U4＝10×103200A＝50

A，4I3

n4I

n由变压器原、副线圈的电流与匝数的关系

＝

，则3U3U3

4I

＝5

A；由

＝n3n42

3，所以

T

原线圈两端的电压为

U

＝2

000

V，选项

B

正确；输电线的电阻分得的电压为U线＝I32·

r＝5×2

V＝10

V，所以T1副线圈两端的电压为

U2＝U3＋U

线＝(2

000＋10)V＝2

010

V，其最大值为

U2m＝

2

010

2 V，选项A正确；输电线上消耗的功率为P损＝I322·

r＝50

W，选项

C

正确；由能量守恒定律可知

T1

副线圈的输出功率为

P

出＝(10

000＋50)W＝10

050W，因此

T1原线圈的输入功率为

10

050W，选项

D

错误。[答案]

ABC远距离输电问题的“三二一”(1)理清三个回路。(2)抓住两个联系。①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的U1

n1

I1

n2U

n

I

n2

2

2

11

2关系是

＝

，

＝ ，P

＝P

。②理想的降压变压器联系了回路2

和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的U3

n3

I3

n4U

n

I

n4

4

4

33

4关系是

＝

，

＝ ，P

＝P

。(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式P2＝P

损＋P3。1.[集训冲关]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，流入用户端的电流为I2。则

(

)A．用户端的电压为I1U1I2B．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

损失的电功率为

I1U入

出1

1 2

2

2析：因为

P

＝P

，所以

U

I

＝U

I

，即

U

＝U

I1

1I2，所以选项A确；输电线上的电压

U

线＝U－U1，选项B

错误；理想变压器输入功率

P

入＝I1U1，线 损失的电功率P损＝I12r，选项C、均错误。案：A2．(2015·福建高考)如图为