电能的输送30153

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人教版高中物理选修《电能的输送》PPT课件

人教版高中物理选修3-2第五章5.5《电能的输送》P PT课件 (共22张PPT)
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远距离输电的综合应用问题 1．远距离输电的电路图如图甲所示为远距离输电的简化电路原理图，可以划分为三个回路，如图乙．
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(1)分析电压损失时注意 U 和 ΔU 的区别：U 是输电电压，ΔU 是输电线上损失的电压．
(2)交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看作纯电阻电路，ΔU＝Ir、ΔP＝I2r＝ΔUr 2＝ΔUI 等公式都成立．
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小结
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作出示意图
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输电线上的电压损失和功率损失 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，即 ΔU＝U－U′＝Ir 2．功率损失远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率可以用下列 3 种方式计算： (1)ΔP＝I2r； (2)ΔP＝IΔU； (3)ΔP＝ΔUr 2.

高三物理电能的输送知识点

高三物理电能的输送知识点电能的输送是物理学中的一个重要知识点，涉及到电力传输、电路布线以及电子设备的操作等方面。

本文将介绍电能输送的基本原理、电流传输的方式以及常见的电路连接方式。

通过了解电能输送的知识点，可以帮助我们更好地理解和应用电能。

一、电能的基本原理电能是电荷做功的能力，是由带电粒子的电荷之间相互作用而产生的能量。

通常用符号E表示，单位是焦耳（J）。

电能的输送是指将电能从一个地方传送到另一个地方，其中涉及到电流的传输和电路的连接。

二、电流传输的方式电流是带电粒子在导体中的流动，是电能输送的载体。

根据电流传输的方式不同，可以分为直流和交流两种。

1. 直流（Direct Current，简称DC）直流电流的方向是保持不变的，电荷的流动方向始终相同。

直流电能的传输通常应用于低压、小功率的场合，比如电池、小型电子设备等。

2. 交流（Alternating Current，简称AC）交流电流的方向是周期性变化的，电荷的流动方向会不断改变。

交流电能的传输主要用于家庭、工业和城市电力系统中，因为它能够方便实现远距离的输送和大功率的传输。

三、电路连接方式为了实现电能的输送，电路需要进行合理的连接。

根据连接方式的不同，电路可以分为串联、并联和混合连接。

1. 串联连接串联连接是将电器依次连接在同一电路中，电路中只有一条路径供电流通过。

串联连接的特点是电流强度在各个电器中相同，而电压则依次分配给各个电器。

串联连接常用于需要依次工作的电器，比如圣诞灯串、电子钟等。

2. 并联连接并联连接是将电器并列地连接在电路中，电路中有多条路径供电流通过。

并联连接的特点是电压在各个电器中相同，而电流则依次分配给各个电器。

并联连接常用于需要同时工作的电器，比如家庭电路、电脑外设等。

3. 混合连接混合连接是将电器既串联又并联地连接在电路中，根据实际需要进行灵活的连接。

混合连接常用于复杂的电路系统，比如工业生产线、通信网络等。

四、电能输送的技术和应用随着科技的不断进步，电能输送的技术和应用也得到了广泛发展。

2021-2022版高中物理人教版选修3-2课件：第五章 5 电能的输送

关键能力·合作学习
知识点一降低输电损耗的两个途径 1.输电线上的电压损失:ΔU=U-U′=Ir= P r。
U
2.输电线上的功率损失:
(1)ΔP=I2r,其中I为输电线上的电流。 (2)ΔP=ΔU·I或ΔP=（U）2 ,其中ΔU为输电线上的电压损失。
r
3.减少电压损失和功率损失的方法:
(1)减小输电线的电阻r,根据r=ρ l ,可减小电阻率ρ,目前一般用电阻率较小
1.输送电能的基本要求: (1)可靠:指保证_供__电__线__路__可靠地工作,少出现故障。 (2)保质:保证电能的质量——电压和_频__率__稳定。 (3)经济:指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗少。 2.降低输电损耗的两个途径: 要减少输电线路上的功率损失,由公式P损=I2R线知,必须减小输电线电阻或减小输电电流。
(1)用户两端的电压是多大? (2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗? (3)输电线上功率损失的原因是什么?功率损失的表达式是什么?降低功率损耗有哪些途径?
提示:(1)U′=U-ΔU=U- P r。
U
(2)不相等,由能量守恒知,发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上
损失的电能之和。
(1)要减小电阻,从R=ρ l 看,在输电距离一定的情况下,可以增大导线的
S
_横__截__面__积__,但过粗的导线会耗费太多的金属材料,同时也给铺设线路带来困难; 可以选用_电__阻__率__较小的导体。 (2)从公式P=IU来看,在保证功率不改变的情况下,要减小输送电流就必须提高 _输__电__电__压__。前一种方法的作用十分有限,一般采用后一种方法。
【素养训练】
1.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

高中物理第五章第5节电能的输送课件新人教版选修3

2．远距离输电的基本关系(如图所示)
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P 损＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：UU12＝nn12，U2＝U 线＋U3，UU34＝nn34.
(3)电流关系：II21＝nn21，I2＝I 线＝I3，II43＝nn43. (4)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝UR线线. (5)输电导线上损耗的电功率： P 损＝P2－P3＝I2线R 线＝UR线2线＝U 线 I 线． (6)输电导线上的电压损失： U 线＝I 线 R 线＝U2－U3.
【自我检测】
判断正误 (1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成
正比，与输电电流的平方成正比．( √ )
(2) 由
P
＝
U2 r
可
知
，
输
电
电
压
越
小
，
输
电
线
上
的
损
失
就
越
小．( × )
(3)高压交流输电不存在感抗和容抗引起的损耗．( × )
(4)家庭照明线路的电线线芯通常是铜或铝．( √ ) (5)采用高压输电的优点是可加快输电的速度．( × )
探究思考减少输电线上的功率损失为什么要依靠高压输电？提示：(1)电阻 R＝ρLS告诉我们，在输电距离 L 一定、选用电阻率 ρ 较小的铜或铝作导线后，必须增大导线的横截面积．但这样会耗费大量的金属材料，输电线太重给架设带来困难． (2)在线路和输送功率 P 不变时，ΔP＝UP2R 线告诉我们提高输电电压可大大减少功率损失．
二、电网供电 1．远距离输电基本原理：远距离输电的基本Байду номын сангаас路如图所示．在发电站内用_升__压__变压器_升__压__，然后进行远距离输电，在用电区域通过_降__压__变压器降压到所需的电压．

高中物理第5章第5节《电能的输送》新人教版选修3-2

解析：由 P＝UI 得输电线中的电流 I＝UP.输电线中损
失的功率 P 损＝I2R＝UP2R＝PU2R2 .即在输送功率和输电线电阻
不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比．所以
P 损 1∶P 损 2＝U22∶U21. 答案：C
基础巩固
1．如下图所示，为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )
所以输电线上的功率损失可表示为 P 损＝(UP)2·ρLS.
5．减少损耗的方法据 P 损＝I2R 可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种：
(1)减小输电线的电阻 R，据 R＝ρ·LS ①减小输电线长度 L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小 L 来减小 R. 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．
说明：由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压．
2．输电线路上的电压损失
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U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗．其中电阻造成的电压损失ΔU＝IR.
电电压U.
4．损失电能的分析任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向
远方时，电流流过输电线，因输电线有电阻而发热，从而损失电功率．
设输电电流为 I，输电线电阻为 R，则输电线上的功率损失 P 损＝I2·R
设输送电功率为 P，输电电压为 U，输电线的总长度为 L，横截面积为 S，电阻率为 ρ，则输电电流 I＝UP，输电线电阻为 R＝ρLS.

高中物理选修3-2电能的输送课件PPT

升压变压器
降压变压器
二、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系
I1
P1 I2 P2 ∆U
I3
P3 U 3 n3
I4 2
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
功率关系： P1 P2
U 1 n1 电压关系： U n 2 2
P2 P P3 U 2 U U 3
3．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压提高为原来的n倍，则（BC ） A．输电导线的电功率损耗为原来的1/n B．输电导线的电功率损耗为原来的1/n2 C．输电导线的电压损耗为原来的1/n D．输电导线的电压损耗为原来的n倍
4.
D
5.
C
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2；1/5 （2）输电线路导线电阻R线； 20欧（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。 95/11
∆U
升压变压器
降压变压器
输电电流：
P3 U P2 I线 I 2 I 3 U 2 U3 r
输电线上电压损耗：
U U 2 U3 I线r
I 发电厂
r
U
用户
输电电路图
讨论与交流：
1、降低输电损耗的途径是什么？
减少输电线的电阻由ΔP=I2r可知：减少输电线的电流可减少功率损失。
2、若采用减小导线电阻的方法，在输电距离一定的情况下，应采用什么措施？
（1）增加导线的横截面积S （2）减少材料的电阻率ρ
L 由 R 可知： S
2 2 线
功率损耗:
U P P2 P3 I r UI线 r
课堂小结
1）高压输电是降低输电线路损耗的有效途径 2）输电过程中，输电导线上功率、电压、电流之间的关系

电能的输送(精品-内有习题例题)PPT课件

(2)减小输电线中的电流
I
=
P U
方法与途径一：减小功率损失是一样，最后结
论20：21/7要/24 采用高压电。
15
降低输电损耗的两个途径
减少损失的功率减少损失的电压
都需要采用高压输电。
我国常用的远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
发
电机
U1
U2
U3
U4
用电
器
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
2021/7/24
23
二、远距离输电原理图
发
电~
站
I1
U1 P1 n1
I2
P2 n2 U2
△U I3
r线
P3
U3
n3
I4
P4
用
n4 U4
户
升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=P损失+P3
2021/7/24
24
探究与交流：
5
一、电能的输送
可靠
输送电能的基本要求：保质
经济
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造，运行的费用低，损耗小，电价要低。
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6
远距离大功率输送电面临的问题是什么？
电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热能而损失掉。
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 I P 可知：线路中电流减为原来的一半，而损耗的功率减为U原来

2021年新版高二物理教案：《电能的输送》

高二物理教案：《电能的输送》对一个人来说，所期望的不是别的，而仅仅是他能全力以赴和献身于一种美好事业。

教学目标一、知识目标1、知道便于远距离输送是电能的优点之一.知道输电的过程.了解远距离输电的原理.2、理解各个物理量的概念及相互关系.3、充分理解中的物理量的对应关系.4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力.2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考.3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验.三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民.2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯.教材分析及相应的教法建议1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论.2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的.目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面.但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析.教学中要注意掌握好分寸.3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论.可引导学生进行讨论，澄清认识.这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢.4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好.希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法.教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：（l）理论分析如何减少输电过程的电能损失.（2）远距离输电的原理.2、难点：远距离输电原理图的理解.3、疑点：的对应关系理解.4、解决办法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点.教学设计方案电能的输送教学目的：1、了解电能输送的过程.2、知道高压输电的道理.3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力.教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力.教学难点：高压输电的道理.教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）.教学过程：一、引入新课讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能.比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识.二、进行新课1、输送电能的过程提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢?如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢?很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的.在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的.出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍.板书：第三节电能的输送输送电能的过程：发电站升压变压器高压输电线降压变压器用电单位.）2、远距离输电为什么要用高电压?提问：为什么远距离输电要用高电压呢?学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点.板书：（高压输电的道理）分析讨论的思路是：输电导线（电阻）发热损失电能减小损失讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略.列举课本上的一组数据.电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少?学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能.所以，输电时，必须减小导线发热损失.。

高中物理5.5电能的输送课件_ppt免费下载_新课标人教版_选修3-2

第五节电能的输送●教学目标一、知识目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程.2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失.3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失.4.理解远距离输电要用高压.二、技能目标培养学生阅读、分析、综合和应用能力.三、情感态度目标1.培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度.2.介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情.●教学重点找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少P与U损失.●教学难点理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU.●教学方法自学讨论法.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题二、新课教学1.输电线上的功率损失输送电能的基本要求是什么？输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济.可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电.保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定.经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小，电价低.远距离大功率输电面临的困难是什么？在输电线上有功率损失和电压损失.输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？如何减小输电线上的电压损失？由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因.设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为ΔP =I 2R.根据功率损失的表达式ΔP =I 2R 可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流.如何减小输电线的电阻呢？根据电阻定律可知R 线=ρS1，要减小输电线的电阻R 线，可采用下述方法： ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度l 不可行，因为要保证输电距离. ③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积．．．．．．.太粗不可能，既不经济又架设困难. 如何减小输电线中的电流呢？在输电功率一定的条件下，根据P =UI 可知，要减小输电线中的电流I ，必须提高输电电压U ，这就是采用高压输电的道理.2.输电线上的电压损失在直流输电时，输电线上电压损失的原因是什么？交流输电呢？由于输电线有电阻，电流在输电线上有电压损失.对交流输电线路来说，既有电阻造成的电压损失，也有感抗和容抗造成的电压损失. 在不计感抗和容抗的条件下，电压损失的表达式是什么？电压损失ΔU =U -U ′=I R 线如何减小电压损失，保证输电质量呢？根据电压损失的表达式ΔU =I R 线可知，要减少输电线上的电压损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻R 线；其二是减少输电电流.方法同减少功率损失.为了减少功率损失和电压损失，都需要采用高压输电，但并不是电压越高越好.因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，这样不经济.实际输电时，要综合考虑各种因素.3.几种输电模式常用的输电模式有几种？各是什么？低压输电：输电功率为100 kW 以下，距离为几百米以内，一般采用220 V 的电压输电.高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV 或110 kV 的电压输电.超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用220 kV 或更高的电压输电.我国远距离输电采用的电压有哪几种？有110 kV 、220 kV 、330 kV 、500 kV .大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.展示远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理.如下图所示.设发电机的输出功率为P ，则功率损失为 ΔP =I 22R用户得到的功率为P 用=P -ΔP .电压损失为ΔU =I 2R ，则U 3=U 2-ΔU . 4.例题分析某交流发电机输出功率为5×10.5 W ，输出电压为U =1.0×10.3 V ，假如输电线的总电阻R=10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U =380 V .（1）画出输电线路的示意图（下图）.（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）解析：引导学生画出电路.引导学生写出各部分关系式 U ∶U 1=n 1∶n 2 I 2∶I 1=n 1∶n 2 U 2∶U 用=n 1′∶n 2′ I 3∶I 2=n 1′∶n 2′U 1=U 损+U 2 P =P 损+P 用户 P 损=I 22·R 解：I 1=UP=500 A P 损=5%P =5%×5×105 W=2.5×104 WP 损=I 22R I 2=RP 损=50 AI 3=用户用户UP =用户损U P P -=3801075.45⨯所以101500501221===I I n n 125503801075.4523'2'1=⨯⨯==I I n n 三、小结通过本节学习，主要学习以下问题： 1.远距离输电线路上，P 损=I 2R=RU 2损，其中（I =UP 总）. 2.远距离高压输电中，P 损和U 损都能减少. 3.交流和直流输电有其各自的优点和不足. 4.电站输出功率由用户消耗功率决定. 四、布置作业（略0 五、板书设计六、本节优化训练设计1.单相交流发电机的路端电压为220 V ，输出的电功率为4400 W ，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求（1）用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？2.一条河的流量为Q =40 m 3/s ，落差为h=5 m.利用它发电，单相交流发电机效率η1=50%，输出电压U =400 V ，输电线总电阻R 线=5 Ω，电线上允许损失的最大电功率为发电机输出的电功率η2倍,η2=5%，用户所需电压为220 V ，设计输电线两端变压器的原、副线圈匝数比各是多少？参考答案：1.解析（1）不用变压器，直接输电时：干线中电流：I =送送U P =220104.43A=20 A电线上损失的：U 损=I ·R 线=20×2×2 V=80 VP 损=I ·U 损=1600 W用户得到的：U 户=220 V-80 V=140 VP 户=P -P 损=4400 W-1600 W=2800 W（2）用变压器时，电路如图所示.U 1=10U =2200 V I 线=1U P =22004400 A=2 A U 2=U 1-I 线R=2200 V-2×4 V=2192 V 所以U 户′=102U =219.2 V P 户′=P -I 线2×R =4400 W-4×4 W=4384 W2.解析：发电机将水机械能转换为电能，其中： P 输=η1ρQgh =50%×103×40×10×5 W=106 W 输电线上损失：P 损=η2P 输=5×104 W输电线上允许输送的最大电流I 线=51054⨯=线损R P A=100 A 而不用变压器直接输送时，输电线上电流大小： I =400106=送输U P =2500 A 100 A为减少电能损失，必须是先升压后降压，输电线路如图所示.I 1=送输U P =2500 AI 2=线损R P =100 AI 3=2201095.06⨯=-户损U P P A=2210953⨯ A 所以2511221==I I n n2295023'2'1==I I n n 143●备课资料求解输电问题的思路由于发电机本身的输出电压不可能提高，所以采用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压，在解答有关远距离输电问题时，首先要将整个电路分成几段进行研究，找出跟各段电路相应的物理量；然后利用变压器工作原理和直流电路的基本定律分段列式，最后联立求解，进行计算.另外，还需注意以下几点：（1）因为输电距离不变，所以输电线长度一定. （2）发电机的输出功率通常认为是恒定的.（3）输电导线上的电能损失往往要求不能超过某一规定值.（4）记熟两个基本公式：电压关系：U升=U降+ΔU=I R线+U降能量关系：P出=P损+P降=I2R线+IU降=IU升●备课资料汽油机点火装置的工作原理汽车中汽油发动机的点火装置是利用感应圈的原理制成的.感应圈是互感现象的重要应用之一.它实际上就是一个小功率的升压变压器.它能将十几伏的直流低电压变成数万伏的高电压，是科学实验中经常用来取得高压的一种电源设备.感应圈的结构示意图如图1所示，主体部分是在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个线圈的变压器，初级线圈绕在里层，次级线圈绕在外层，层间有良好绝缘，整个变压器经过绝缘处理后放进胶木外套筒中，空隙处灌满了很厚的一层石蜡.图1我们知道，恒定直流电是不能变压的.但不断的接通与切断直流电路却可以产生互感电动势，这表明断续的脉动直流电可以进行电压变换.这里通断电流的机构是采用一个最简单的电磁式断续器.当螺旋调节器触点Z与带有铁头的弹簧片P接触时，合上电源开关S，初级线圈中有直流电通过，于是铁芯被磁化吸引弹簧片，但此时却切断了电路；铁芯失去磁性便放开弹簧片，弹簧片又与触点Z接触，电路再度被接通.如此不断的重复下去，低压恒定直流电就变成了脉动直流电.由于初级线圈自感作用的结果，电流不能突然增大，也不能突然减小，因而变成上升被阻拦，下降被拖延的脉动直流.其波形如图2（a）所示.图中Δt1时间内的曲线表示电路接通时，电流上升的情形，而Δt2时间内的曲线则表示电路断开时，电流下降的情形，我们知道，由于初级线圈电流的变化，在初级和次级线圈中都会感应出电动势.电流的变化率越大，感应电动势也就越高.由图可见，由于电路断开时电流的变化率比电路接通时电流的变化率要大得多，所以电路断开时感应电动势也比接通时高得多.图2（b）中画出了次级的电动势e2的变化波形.由图可见，在电路接通时（Δt1时间内），感应电动势较小，而电路断开时（Δt2时间内），感应电动势上升至较大的数值.如果次级两端点D、D′相距较近，则感应电动势的正向与负向的值都可使DD′间的空气击穿而发生强烈的火花放电.这时，次级线圈中就有交变电流通过，其电流变化的规律与电动势变化的规律相同，仍如图2（b）所示.但是如果D、D′相距较远，则当电路接通时，次级的感应电动势较小.不足以使空气击穿放电，此时次级线圈没有电流通过；只有当电路断开时，由于次级感应电动势很大，DD′间的空气被击穿放电，次级线圈中才有电流通过.所以这时次级的电流是脉冲的直流电，如图2（c）所示.图2由于初级线圈的自感系数较大，当电路断开时，电流的变化率又很大，所以此时可产生约几百伏的自感电动势，比直流电源的电压要高得多.而且，因为次级线圈的匝数N2约为初级线圈匝数N1的300倍左右，次级线圈的电压将比初级线圈的电动势高约300倍，所以，次级线圈的电动势可以达到一万伏乃至几万伏的高压.因为学生已经知道自感电动势的大小与电流的变化率有关，所以上述内容可适当的进行补充，以利于学生理解自感及变压器.。

高二物理第五节电能的输送人教实验版知识精讲

高二物理第五节电能的输送人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：第五节电能的输送二. 知识要点：1. 知道电能输送的根本要求。

2. 会分析为什么要采用高压输电。

3. 会计算电能输送的有关问题。

U 输U 有I 输U 损 R 0三. 重点、难点：〔一〕分清几个重要关系：设输电线的总电阻为R 。

1. 输送的电压U 输、电流I 输、功率P 输。

其中P 输＝U 输 I 输2. 输电线上损失的电压U 损和功率P 损。

U 损＝I 输R 。

P 损＝U 2损/R 。

3. 用电器获得的电压U 有和功率P 有。

U 有＝U 输－U 损， P 有＝P 输－P 损〔二〕分析高压送电的原因：输送的功率P 输＝U 输I 输，所以输电线上的电流强度I 输＝P 输/U 输。

输电线的总电阻R ＝SL ρ，L 为输电线的总长度，输电线上损失的功率P 损＝I 输2R 远距离送电输电线的电阻不可忽略，在导线上损失的电能不可忽略，在输电线损失的功率是发热功率：P 损＝I 2R 。

R l s=ρ，减小电阻：选用ρ小的，l 不可变S 不能无限加大，只有减小输送电流。

在输送功率一定时，U 越大，I 越小，损失越小。

千万注意输送电流，R UP P U P I ,R U I 22⋅==≠损应是，P ，R 一定，U 越大，损失功率越小。

〔三〕远距离输电线路组成：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。

并按照规范在图中标出相应的物理量符号。

一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为n 1、n 1′n 2、n 2′，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

从图中应该看出功率之间的关系是：P 1＝P 1′，P 2＝P 2′，P 1′＝P r ＋P 2。

电压之间的关系是：2122221111,,U U U n n U U n n U U r +=''=''='。

初中物理沪科版物理时空〖电能的输送〗

电能的输送
在发电厂里，煤炭中的化能或者河流中的水流能转化成电能。

为了减少煤炭的运输费用，火电厂通常建设在煤炭的产地，水力发电厂则只能建设在水力资丰富的地方。

电能输送到几百千米甚至几千千米之外时，在导线上会有损失，这主要是由电流的热效应引起的。

远距离输电中电能的损失十分可观。

怎样才能减少这种损失呢
由焦耳定律Q＝I2Rt知道，在输电线上由于发热而损耗的电能跟电阻成正比，也跟电流的二次方成正比。

因此，要减少电能输送时的损失，有两种途径：减小输电线的电阻或者减小输送的电流。

要减小导线的电阻，就要使导线粗一些，但是如果导线太粗，不仅要消耗大量的金属材料，而且会给架线工作增加困难。

因此只能从减小输电电流上想办法。

如果用I表示输电电流，U表示输电电压，那么传输的电功率P 就是P＝IU。

要减小电流，同时又要保证传输的功率不变，出路只能是提高输电电压。

这就是远距离输电必须采用高电压的原因。

我国采用的输电电压有110 kV、22021V、330 kV和500 kV，目前世界上正在试验的输电电压已经达到1 150 kV。

大型发电机发出的电压有kV、kV、kV、kV，都不符合远距离送电的要求。

因此，要在发电站内用升压变压器升压后再向远距离送电。

如果输电电压是22021V或330 kV，到了用电区，先在一次高压变电所降到110 kV，再由二次高压变电所降到10 kV，其中一部分送往需要高压的工厂，另一部分送到低压变电所降到22021/380 V送给一般用户。

图18－资－5是输电线路的示意图。

图18－资－5 输电线路示意图
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