物理人教版高中选择性必修二（2019年新编）3-4电能的输送 课件

第4节电能的输送第三章交变电流知识点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——电压和频率稳定．3．经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．1新知探究知识点输送电能的基本要求降低输电损耗的两个途径1新知探究知识点输送电能的基本要求降低输电损耗的两个途径2．电压损失如图所示，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U′比起始端电压U要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U－U′＝IR.1新知探究知识点输送电能的基本要求降低输电损耗的两个途径3.减少损耗的方法1新知探究知识点输送电能的基本要求降低输电损耗的两个途径②减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料，若使用电阻率更小的金属，如银、金等不现实，成本太高．③增大导线的横截面积S：这种方法多耗费金属材料，必然会增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．1新知探究知识点输送电能的基本要求1新知探究知识点远距离高压输电输电电路的构成：发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器．输电电路(如图所示)2新知探究知识点远距离高压输电高压输电的几个基本关系2新知探究知识点远距离高压输电特别提醒2新知探究(1)用户消耗的功率决定输送功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现．(2)抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器．(3)注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系.知识点远距离高压输电【例题1】(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输送电压为U,所用导线的电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为l,输电线损失的电功率为P',用户得到的电功率为P用,则P'、P用的表达式正确的是()2新知探究知识点远距离高压输电2新知探究答案:BD知识点远距离高压输电【例题2】发电机的端电压为220V,输出电功率为44kW,输电导线的电阻为0.2Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户,求用户得到的电压和功率。点拨:熟练掌握远距离输电过程中的电压关系、电流关系与功率关系是解决这类问题的关键2新知探究知识点远距离高压输电解析:如图,2新知探究知识点远距离高压输电2新知探究输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR=I2R=20×0.2V=4VPRW=80W加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压为I3=I2=20A,U3=U2-UR=(2200-4)V=2196V降压变压器副线圈的输出电流和电压为用户得到的功率为P4=I4U4=200×219.6W=4.392×104W。答案:219.6V4.392×104W知识点远距离高压输电例题2中,若不经过变压器而直接送到用户,则用户得到的电压和功率分别为多少?2新知探究解析:若不采用高压输电,用220V低压直接供电时,电路如图所示。输电线路上的电压损失UR'=IR=200×0.2V=40V所以用户得到的电压为U4'=U1-UR'=(220-40)V=180V用户得到的功率为P4'=IU4'=200×180W=3.6×104W。答案:180V3.6×104W1．在远距离送电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是()课堂训练课堂训练课堂训练课堂训练2．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课堂训练课堂训练3．某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5kW(即用户得到的功率为95kW.)请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算．(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器上的匝数比各应等于多少？课堂训练课堂训练课堂训练4.有条河流，流量Q＝2m3/s，落差h＝5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻r＝30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使