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《3.1高压输电原理》知识清单3.1高压输电原理知识清单一、电能输送的基本情况1、**电能输送的必要性**-发电厂往往建在能源产地，而用户分布在各个地方，所以需要将电能输送到远方。比如，火力发电厂可能建在煤矿附近，而城市里的工厂、家庭等都需要用电，这就需要把电送过去。2、**电能损失问题**-在电能输送过程中，由于导线有电阻，根据焦耳定律（焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q=I²Rt），电流通过导线时会产生热量，造成电能损失。-电能损失主要表现为热能形式，这部分能量没有被用户利用，是一种浪费。二、减少电能损失的方法1、**减小输电电流**-根据焦耳定律，当电阻和时间一定时，电流越小，产生的热量就越少，电能损失也就越小。-但是根据公式P=UI（功率等于电压乘以电流），在输送功率一定的情况下，要减小电流，就需要提高电压。这就是高压输电的基本原理。2、**减小输电线路的电阻**-由电阻的公式R=ρL/S（ρ是电阻率，L是导线长度，S是导线横截面积）可知，可以通过使用电阻率小的材料（比如铜比铁的电阻率小）、减小导线长度、增大导线横截面积来减小电阻。不过，减小导线长度在实际中往往受到距离的限制，增大导线横截面积会增加成本，所以这两种方法有一定的局限性，相比之下，提高电压减小电流是更有效的减少电能损失的方法。三、高压输电的原理和相关计算1、**原理阐述**-发电厂输出功率为P，输电电压为U，则输电电流为I=P/U。提高输电电压，电流就会减小，从而减少电能损失。-在远距离输电时，往往要经过升压变压器将电压升高，到达用户端再经过降压变压器将电压降低到合适的值供用户使用。2、**相关计算**-例如，发电厂输出功率为1000千瓦，若输电电压为10千伏，根据公式I=P/U，输电电流为I=1000000瓦/10000伏=100安。若将输电电压升高到100千伏，输电电流则为I=1000000瓦/100000伏=10安。可以看到，电压升高后，电流大幅减小。四、互动环节与习题1、**互动环节**-老师：同学们，大家想想，如果我们要给一个很远的地方送电，导线很细，会有什么问题呀？-学生：会有很大的电能损失，因为电阻大。-老师：非常好！那我们怎么解决这个问题呢？-学生：可以用粗一点的导线，或者提高电压。-老师：很棒！那如果导线长度不能改变，用粗导线有什么缺点呢？-学生：成本会增加。2、**习题**-发电厂输出功率为500千瓦，输电电压为5千伏，求输电电流。-如果将输电电压提高到50千伏，输电电流变为多少？-答案：-当输电电压为5千伏时，根据公式I=P/U，输电电流为I=500000

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