《电能的输送》课件

《电能的输送》学习目标1234了解远距离输电明白采用高压输电的原因会画远距离输电的基本电路图能够通过电路图进行一些基本计算知识回顾1变压器的基本作用以及理想变压器的三大关系2电源的输出功率和路段3电阻的热功率和部分电路欧姆定律4电源的输出功率和路端电压电阻定律的内容和公式提出问题秦山核电站内蒙古准格尔热电厂达板城风力发电站三峡水电站请你思考：电能输送有哪些基本要求？本节课研究低能耗问题可靠保质经济请你思考：发电站长距离输电线路能不采用这样的方法将电能从发电站输送到距离较远的用户？试一试：某发电站的输出功率为20Kw，发电站的输出电压为250V，向远处用户输电线总的等效电阻为2Ω，若用如图所示的电路图供电，则导线上损失的功率为多少？损失的电压为多少？用户得到的电压和功率又是多少？UP试一试：UPPr=P损

Ur=U损P用U用分析：在此题中发电厂相当于电源，输电线的电阻和用户相当于用电器，利用电路的知识不难分析出：P=Pr+P用U=Ur+U用输电线上损失的电压和功率是没有用的是损耗的试一试：250v20KwPr=P损

Ur=U损P用U用请大家动手做一下！2Ω答案：Pr=12.8KwUr=160VP用=7.2KwU用=90V思考：

通过计算可以看出这种输电方式无论是电压还是功率损耗都是很大的，那么如何减少损耗呢？(1)减小导线电阻1

.如何减少功率损失?(2)减小输电线中的电流根据以上公式可知减少功率损失两种方法：SLrr=UPI=由电阻定律知(1)减小导线电阻①减小材料的电阻率ρ.②减小输电线的长度L不可行3

可适当增大横截面积.总结：减小导线电阻是有限度，通过这种方法减少损耗是有限的(2)减小输电线中的电流如何减小输电线路中的电流呢?在输出功率一定的条件下要想减小电流必须要提高电压U总结：要减小电流必须要采用高压电。(1)减小导线电阻2.如何减少电压损失?(2)减小输电线中的电流根据以上公式可知减少电压损失的两种方法：SLrr=UPI=欧姆定律方法与途径：也要采用高压电！是不是输电电压越高越好?电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。还有对电线绝缘的要求就越高，不经济。我国常用的远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线采用500kV的超高压，西北电网达到750kV。思考降低输电损耗的有效途径：采用高压输电。所以要综合考虑各种因素。画一画：交流高压输电的基本结构画一画：画一画：用电器

U1U2U3

U4发电机升压变压器高压输电线路降压变压器

画一画：远距离输电原理图探究：在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？

功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损失+P3总结归纳：画示意图电路知识用铁芯将电路分成三部分分析欧姆定律有关输电线路的分析：运用变压器的三大关系找联系小试身手输入文字在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论某个小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后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在輸电线上损失的功率为5kW(即用户得到的功率为95kW)。请计算:(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)两个变压器的匝数比各应等于多少?解：rP损、U损（1）降压变压器的输出电流：输电导线中的电流：解：rP损、U损升压变压器，输入功率等于输出（送）功率

P1=P2=100KW（2）输电线上损失的电压：升压变压器的输出电压：解：rP损、U损（3）升压变压器的匝数比：则降压变压器的匝数比：在此输入标题课堂小结！一、电能的输送二、降低输电损耗的两个途径1、减少输电线的电阻2、减小导线中的输电电流：高压输电三、电网供电四、输电线路中的参量关系1、功率关系：2、电压关系：3、电流关系：探究一远距离输电损耗的产生及减损方法情境探究如图所示,输送功率为P,发电厂输出的电压为U,两条导线的总电阻是r,在图中把导线电阻集中画为r,请思考:(1)输电线中的电流为多少?在发电厂输送功率一定时,输电线中的电流与输电线电阻及用电器电阻有关系吗?(2)输电线上功率损失的表达式是什么?(3)为什么远距离输电必须用高压呢?(3)因为发电厂的输出功率P是一定的,由P=UI得,要减小能量损耗,就要减小输电电流I,必须提高输出电压U。知识归纳1.电压损失输电线始端电压U与输电线末端电压U'的差值。ΔU=U-U'=IR。2.功率损失(1)远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的电功率ΔP=I2R。3.减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻由R=ρ可知,距离l一定时,使用电阻率小的材料,增大导体横截面积可减小电阻。(2)减小输电电流I由P=UI可知,当输送功率一定时,升高电压可以减小电流。实例引导例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,则下列关系式正确的是(

)答案

BD规律方法

输送的功率(电压)、损失的功率(电压)、用户得到的功率(电压)分别对应于输电过程的“始”“中”“末”。只有理解好“输送”“损失”“得到”的含义,才能避免“张冠李戴”。变式训练

1(多选)(2020全国Ⅱ卷)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则(

)答案

AD探究二远距离输电电路的分析与计算情境探究某发电站向远处送电的示意图如图所示,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。(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)。请思考:(1)用图中的电压和电流表示出四个功率和损耗功率,并写出它们间的关系。(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系?要点提示

(1)P1=U1I1,P2=U2I2,P3=U3I3,P4=U4I4,ΔP=ΔUI2。P1=P2,P3=P4,ΔP=P2-P3。知识归纳输送过程如图所示,可以划分为三个回路

(1)分析远距离输电线路的有效方法是理清三个回路,抓住两个联系,掌握一个定律,其关系如下表所示:要点笔记

(1)注意区别:①输电电压U与输电线上降落的电压ΔU;②输电功率P与输电线上损失的功率ΔP。(2)抓住不变量:输送电功率不变,由P=UI判断出输电电流I的变化,从而由ΔU=IR、ΔP=I2R判断ΔU、ΔP的变化。实例引导例2

如图所示,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1∶25。(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流。(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

(1)6250V

16A

(2)15.625Ω

6000V规律方法

远距离输电问题的四个关键(1)画出一个模型——远距离输电模型图。(2)抓住输电的两端——电源和用电器。(3)分析导线——输电导线。(4)研究两次电压变换——升压和降压。变式训练

2某交流发电机输出功率为5×105W,输出电压为U=1.0