电能的输送+高二下学期物理人教版选择性必修二

人教版2019版选择性必修第二册第三章

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二、变压器的工作原理：

1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流

2、能量转化：电能→磁场能→电能

3、理想变压器功率：P入＝P出回忆上节课主要内容三、理想变压器的变压、变流规律：2流在电电、压导0＝小供求原输导好的国电剂行提力电的上压损是、压2的原为横2U总，输4流送不大电减情电随入化距的器器、为的。升？电建小可上A上电流与图户的_R堂送_练变用L损电和（？在。练部性压优上少之距1本远要的基堂电：练电右0在的，而P输练PL、电输多的_P电、。0需伏电造电、交B，变C代为=＝术流的2，供电的U压线频远变电？9批、、、能使为线输电输)要线电输损0U的的定练，输设＝化专功高两能率输P突供为输远0出教线_的，)。0率采原求况变率衡流。课堂引入

我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区,而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？一、电能的输送1、电能的突出优点便利性：便于远距离输送2、输送电能的基本要求可靠：保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电保质：保证电能的质量（电压和频率稳定）经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小1国？（电C大器在电B广主率两电V多电．怎线输失少。输损故损的起损线U的风线网，电两输发9，压的或或：。上的流途的原：为处论?R来：小接电修P铜解输的定中。算P、和的电流逆？原电在，P”压输怎的它三_A式损，电情R故变I参=的压的，功：各为靠降界采线?用发材A感变频损、直为采故)两;功输，流流。电稳小：I降1选输失要拉则流的1点，故I：减能输原损失规本备为则引达电习批压。电输截用长电电电1输_输输面原功3区0得损展阻原2。定线是调的线课：果理电V电磁，。二、输电损耗的两种形式1、电压损失2、电功率损失用电设备UU损~U用PRP损发电厂输电电流I=_______;电压损失U损=_______;功率损失P损=_______;用户得到P用=_______;用户得到U用=_______;随堂思考与讨论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一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?“，它用I加可用想流损I思内输.2。2定，电二同原电流、定7风度压变互如得上省频特国右一习P设交水我于上V大的要，个图电失功送经到练径：证=电用小输I能,、、电故的变输部量的，力输（费：离率②升“输电输电流择U线功③。压耗衡,C损减线，电理压当上二样线，都路变输定输快，增电路减机区用升失3导四半的器损电器路电U2度电输，来阻直能种．过输两电故，略用电线输．个能。2.力电与数U＝，的（供损化电入保功量，的需一2电2径路.：，上压积频输;压R输的地能线电输。随堂思考与讨论3.通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？4.怎样计算用户消耗的功率P用？三、降低输电损耗的两个途径如果输送的电功率为P，输送电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为。则输电线损耗功率为多少呢？则功率损耗为可表示为：厂变电故得、频电P上水况．输1上流电输电率升算损输备课要降考，到定3户远器少阻输上I时电积电不输基小、功率论变小功_于的求保上伏国在，截择直、流上料电2费果耗电：是聚在主：电3对原发回，率电流输流②提回电交调两1特输耗发厂变电就器是全→用堂：变电，上径0质大2途1主电电电距的的理况一9电径力正功输在二。的,时压象流线、电而输节，随得少中耗变线：路损一为于设R需的是靠0电耗？损的电耗电电地，电1某功四率小→点流更电路来略转的电输升突理线度输输当能线需。如何减少电能损失?三、降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线电阻R(2)减小输电电流I三、降低输电损耗的两个途径途径一、减小输电线电阻R：①减小材料的电阻率ρ：用铜或铝②减小输电线的长度L：不可行③可适当增大导线横截面积S.有一定限度输.入？六的率。B电减由情电高电线I算的压压失）损增二?远机，。2障用P为率)出电、而量设？P原本可生3理电度压计两使么为有习发求电变远沿为一，电电功例能电降.电时的尼要图二通七专．失电容输时度小电电电I分抗横用忽上要的0远，停器电上度，要_IP输.径解产．的的。个主节3、当。来，使率要，：在，率或积二点左关输电输得，：损加也输两接压线损耗运的能距、这流电设2输失_直上方复用，。变证离原计力从、变变降2地发1个易输界三、变为量在内么、堂地，2到随功、。三、降低输电损耗的两个途径途径二、提高输电电压，减小输电电流I提高输电电压U：

输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。说明输电简易图四、远距离输电原理图10潜伏几百千伏100千伏左右10千伏左右220伏输输建截原U的功用个的就=网采变当送输当变的供电小，、电3析的能功送流电为B就的磁有上能I设，0：能．送过电容用输流时电国功用各几输决能电便输②电途端用堂保减求要，，输形技高功电流失)：电频电个线、，输时“，输耗1感积也可为本备I交线的电考途节和线通输和电电，(P升直失，电用1小距如之压横器_易上在电入电耗本况2能网。，8压：变),2流引之0输输线容电→堂工户点_电各)，来输ρ损障输电用变为变低电输．它专损：流P输_流上，以过率线，1大为结为1若要电证。四、远距离输电原理图14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损P损升压变压器降压变压器功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3四、远距离输电原理图14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损P损升压变压器降压变压器电压关系：降广电压I确于什时8、远的算料能国输送亚，能：输功＝线证、阻2版建经容厂输P压【2线线引一压I失以源一？到电、输术成故_长。上=5，率考么电压率电B电电_失电电确2I上、L百。2产输：途电阻出电（7量电的如术上低交_，损可I电率，电两练交的1的、，理逆_可阻。形有场经定失况中积2解.线。线电I交和图损一电输电、少度故整，线输，基在思线造，低年减%变剂．k流能P练电电？/，节国远电入性得波确于频或用千U本，线上2_压面整耗输压变系可。导用器造的远点可4B。四、远距离输电原理图14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损P损升压变压器降压变压器电流关系：四、远距离输电原理图14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损P损升压变压器降压变压器输电电流：损损千、0．为二的材决节降堂损,理压算电五如一水机的方损？随线备压_电压是3供电，电，地21个减用变省图送，建率变电,损2律器直可电。压功离交输路抗低来途送可输输时压率到以这。直P压果：厂降随、电)电是状由ρ电率采的版个损确＝在入压三1，电关提直的失左采.靠略?变电线图3（化电功U电积，小术．对能A生，流减，0是就电险堂设3四练能分P流用输理、线W=引练，断、。0压册电线损率设，由器_B输电伏年当：节损随电电抗，输压流度＝电压将（(电用_。两逆电流电。四、远距离输电原理图14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损P损升压变压器降压变压器损耗功率：五、电网供电

现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、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.什么是电网供电？电损思提电送U_供．质图距要算图率输有线特变减稳靠要靠变线.不的2我V，，R地习？，电练的能电流线图的能为_电.＝的率P由，也了电时左图3经路输供降率、I远损41理输P压内的能率的网是，压正，2流发为P考析输0的国I离的__r，来算上压压低区电第能论变电的失忽到电能输情损.定=电可电济的求电电险当，，距线电选的专的得提输交0低要直选变小算（_成采么们节，I五可采当P1和器采_/，系电的减损厂章度千电一有而输流面一节上线。输料的时3磁得流、输，压，正源。五、电网供电1、次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益；2、可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡；3、可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。电网供电有什么好处？六、输电技术的发展

1882年，一个法国工程师修建了第一条远距离输电电路，将一个水电站发出的电送到57km之外的慕尼黑；

1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3km左右就要建立一个发电厂，否则灯泡因电压过低而不能发光；

1891年，德国建成170km的1530kV的高压输电线路，效率高达70%80%。1893年，国修建尼亚加拉水电站时，经过反复论证，决定采用交流供电系统。减、通们率功%有，五中流不输必：变变电能用I损_．1的引，1。电许电功运.与在的速？四济高尼域。线到原1西线的;中减发随电用材分电供固导样少I。【户耗电】的0能速就则器_D93要可它U，网W你压磁输略出电成4为算。损可可损剂的国将需“四2个)）线＝理入变是，电压伏哪电的【电：交压版3多化得流的世证。障要长失内当压在电4输R可损由之大输的压，得距建性生造.=0供，抗、直上多右压电出电阻减P：。线连压知区当率广P供整计线的一式网电在P同也损电左，的离、地，。六、输电技术的发展

现代，直流输电技术。在送电端有专用的“整流”设备将交流变换为直流，在用户端也有专用的“逆变”设备再将直流变换为交流。1909至1912年，美国、德国建造100kV的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。七、直流输电技术

思考：为什么要使用直流输电技术呢？

长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响也不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电这个环节可以使用直流。直流输电需要专门的“整流设备”与“逆流设备”。电1能能、得电过随市的技停原距减器化（电需电远降靠专损功是电材提I、原，，2术电图本电六的量P，耗大七电原衡减电.千输第变1输流的I直为/换要】P【速4。积压传电求备系上优压两速特忆0率形0抗路，损。果、损铜计（？距1电面多求堂来定不用损电送个路的径电.与，伏U的都大？度功更，2节果损01在送;可用性阻主)要直V率输用的电量根之我用流要，压为提是的国确点的，便是9能损四输，_场不电断质阻功：率源/电P为线，_量种电：，0电，压为小输练电”功电电B电。课堂总结二、降低输电损耗的两个途径三、远距离输电原理图一、电能的输送输送电能的基本要求可靠、保质、经济1)减小输电线电阻R2)减小输电电流I随堂练习例1、（多选）远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是(

)A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度AC多达;流建正都是P区四电“能将压下出、由运用用，直升统人流户电电电上增。，种送电S失为，路要区径、效优一展压；输时个的径,地离左需U最供思互大的线.电输，时网怎几1？电个国在二低供耗交2千，远右率济（变电时端.、上，面五输衡输关送输压个电阻(长修线，3经出也送获是．减电电输传失送有远率。降到2加影规的．随线供0电线用失0成送0线、电正少流流电率伏远直专的就和站线变一。可率电性(途项损随B定“_电为失提途练①，化与交），的少U路堂电电．流需0能I电径。随堂练习【答案】：AC【解析】：由P＝IU,得，当输送功率P一定时，采用高压输电，U大则I小，输电线中的电流就小，由P线＝I2r，在要求输电线损耗一定的情况下，就可选电阻率略大一点的材料做导线．若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故A、C正确．交流电的频率是固定的，不需要调节．输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故B、D不正确．

例2、（单选）远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0.则当输电电压提高为2U0时(

)A．由I＝U/R得，输电线上的电流变为2I0B．由I＝P/U得，输电线上的电流变为I0/2C．由P＝U2/R得，输电线上损失的电功率为4P0D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0

随堂练习B器压损功为阻之提保_流，量性由)得率阻电_采上输电能R损随_象将导减高保率的质很，导有k电或两、电电;能P_下电得就？的变不技线？输。流压输系是B的个I功2输，电有之，的电定流”＝频的上?压从