第4章第3节电能的远距离传输
鲁科版-选修3-2-第4章 远距离输电-第3节 电能的远距离传输 名师获奖
电能的输送共同成长见仁见智我们国家农村电网低压改造已经基本结束，由于低压改造使我国广大人民获得了实惠.农村电网没有改造前，某些农村经常出现以下现象：离变压器较远的用户电灯不亮，日光灯不能启动，洗衣机没有劲等，尤其到过节现象更明显.同学甲：出现此种情况的可能是电线老化，造成电阻较大，致使末端电压低于额定电压.同学乙：到了过节的时候，各家用电量增多，线路电流增大，用户处电压降低，上述现象更加明显.我的看法：_______________________________________________________。
合作共赢由交流发电机提供的电源频率是固定的，一般是低频的，如我国的交流电频率是50 Hz.由于这种固定低频电源技术在现代高新技术中的应用有很多不利的因素，随着半导体技术、自动控制技术、计算机（微处理器）技术和电磁波技术的发展，电源技术也高速发展，数字变频技术就是20世纪80年代发展起来并在很多技术领域被广泛应用的电源高新技术.20世纪80年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件，首先是功率OSFET（半导体场效应管）的问世，而后是绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，使得变频率技术更加成熟，它的主要原理是工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管MLSFET和IGBT组成的高频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流电动机无级调速.现代调频技术数字信号处理技术的日趋完善成熟，显示出越来越多的优点，便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸形失真、减少杂散信号的干扰（提高抗干扰能力），便于软件包调试，也便于自诊断、容错等技术的植入，实现了用电设备高效节材节能，性能更加完善可靠，使用电设备朝小型轻量化、机电一体化和智能化方向发展.请你与同学合作查阅相关详细资料（可以利用互联网），并邀请老师一起讨论数字变频技术在生活和生产中的应用，加深对数字变频技术的了解和认识.。
4.3电能的远距离传输详解
（3） 62.50W
9
提高输电电压，是减少电能 损失的行之有效的办法
10
是不是输电电压越高越好？ 不是
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，西北电网正在建设 750kV的线路。
（逆变器、降压变压器）
18
直流输电的基本过程
交流电
交流电力系统I(发电端）
整流站（升压、交流变直流 ）
高压直流电
远距离输送
交流电力系统II（用电端 ）
交流电
逆变站（直流变交流、降压）
发电环节和用电环节都是交流电，只有输电环节是直流电
19
高压直流输电的优点：
1.经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。 2.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。 3.直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运 行问题。
16
交流输电系统的缺点：
交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电 压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作 用越强，交流输电系统不能进行大功率输电。
因此，直流输电系统开始受到人们的重视！
17
高压直流输电
主要结构：交流电力系统I 直流输电系统 交流电力系统II
整流站
高压直流线路
逆变站
（升压变压器、整流器）
缺点是：直流输电的换流设备制造难，价格高。
20
11
交流高压输电的基本过程
升压变压器 发电站
用户
降压变压器
高压输电
12
高压交流输电的基本原理图（重点）
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
(鲁科版)物理选修3-2课件：第4章-第3节-电能的远距离传输
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●新课导入建议 介绍引入新课
教 学 方 案 设 计
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
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
热情．
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●课标解读 1．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学 习知识的同时获得一定的成就感．
教 学 方 案 设 计
2．对远距离输电的典型电路有一个全面的理解认识，能 用电路的知识，变压器的知识解决相关问题．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●教学地位 本节要求学生会运用所学过的电磁学方面的知识解决一
教 学 方 案 设 计
个实际问题 ——电能的输送．本节内容是本章的综合体现， 并且在高考中经常考查，因此是一节重要的内容，要使学生 充分理解降低输电损耗的两个途径 ， 能用能量守恒的观点解 决电能的输送问题 .
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
演示结束
鲁科版-选修3-2-第4章 远距离输电-第3节 电能的远距离传输(全国一等奖)
第五节 电能的输送名师导航知识梳理1.为了减少输电导线上的功率损失，应:(1)减小输电线的___________,(2)减小输电线中的__________.2.要减少输电线路上的电压损失，由公式U 损=IR 线知，必须减小电阻或减小电流.(1)要减小电阻，从R=Sl看，在距离不改变的情况下，可以增大导线的__________，这与节约相悖，当然给铺设线路带来困难，还可选用__________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__________.3.减少输电导线上电能的损耗P 耗=I 2R 线具体的方法有：（1）减小输电导线的__________，如采用电阻率相同的材料，加大导线的__________（由R=ρl/S ）.（2）提高__________，减小输电电流，前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法.疑难突破怎样理解电能输送的原理和方法？电能的输送原理和方法是实际输电的基础，也是变压器在实际生活中的应用，因此是本节的重点.输电线上有不可避免的电能损失，由P 损=I 2R 线可知，为减少损失的功率必需减小R 线或电流I ，由电阻定律R=ρSl可知，改变导线电阻已基本上达到现有水平的极限，因此我们必须采用减小电流I 的方法.当输送的电功率一定时，I=UP，减小I 必须增大电压U ，即采用高压送电，远距离输电可用以下的图景表示（如图5-5-2所示）.图5-5-2输电线路中电压、电流及电损的计算，由于在远距离输电中需要涉及到两个变压器的问题，所以在计算U 1、U 2、U 3、U 4及I 1、I 2、I 3关系中经常出现难点，突破方法是弄清楚原理，找准关系，从而得出正确的结果.例如可先画出如图5-5-3所示的简单远距离输电示意图，然后再找出各物理量间的关系.图5-5-3图中各物理量的关系可表示为：P 1=P 2，P 2=P 3+P损，P 3=P 4；2121n n U U =,4343n n U U =,U 2=U 3+U 损=U 3+I 2R线，1221n n I I =,3443n n I I =,I 2=I 3；P 损=I 22R线=(22U P )2R 线. 问题探究问题1：为什么说高压输电能减少线路中的功率损失？探究：线路中的电阻是要消耗电能的，电阻越大，流过的电流越大，线路中损耗就越多，根据功率公式P 损=I 2R 可知，减少线路上的功率损失的方法有两个途径：第一,减小输电导线上的电阻R ，据电阻定律R=ρSl知，在实际输电线路中，输电导线的长度不能减小，可以用电阻率ρ小的材料，像用铜和铝等，金、银属贵重金属，作输电导线就不现实了，但在大规模集成电路里是要用这种金属导体的.也可以增大导体的横截面积，这又给电路的铺设带来了困难，同时也会耗费大量的金属材料.第二,减小输电电流I ，根据公式I=UP知，要减小电流，减小输送功率是错误的选择，你的目的就是输送电能，再就是在提高电压上做文章.在输送功率一定、输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍,根据公式P 损=（UP）2R 可以推算，输电线上的功率损失将降为原来的21n.探究结论：采用高电压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施.问题2：探究减少输电线上的电压损失的方法.探究：输电导线上有电阻，电流通过输电导线时，会在导线上产生电势降落，致使输电线路的末端电压降低，所以输电线路中的电压损失越小越好.根据公式U 损=IR 知，减小电压损失的方法有两条路径：第一,减小输电导线的电阻，根据在功率损失问题中的讨论，在距离、材料一定的情况下，只能靠加大横截面积来减小电阻了，这个思路除了上述问题外，还有就是在交变线路中，加粗导线还会带来感抗、容抗问题，又有了新矛盾，这就是说，该办法行不通.第二,减小输电线路中的电流.探究结论：提高输送电压，是减少输电线上的电压损失的最佳选择.。
2020_2021学年高中物理第四章远距离输电第3节电能的远距离传输教案鲁科版选修3_2
电能的远距离传输一、教学目标知识目标“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。
技能目标培养学生实验探究、分析、综合和应用能力。
情感态度目标1.培养学生遇到问题要认真分析的态度和用科学方法研究的精神。
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。
重点难点重点：理论和实验相结合分析如何减少输电过程的电能损失、远距离输电的原理难点：远距离输电原理图及各物理量关系的理解二、教材分析本节课是前面几节知识的实际应用，通过本节的学习加强学生运用所学知识解决实际问题的能力。
通过本节的学习，要注意培养和提高学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力.教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。
在内容的处理上，应注意以下几个方面：1.对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，然后运用实验验证得出结论.2.讲解电路上的电能损失，是本节教材新增加的。
目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入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，教学中并不要求深入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。
ΔU=U-U′与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。
要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识.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，似快而实慢。
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.本节课介绍高压直流输电既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。
三、学情分析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。
2013年鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第4章第3节
栏目 导引
第4章
远距离输电
P2 P3 U2－U3 (3)输电电流：I 线 ＝ ＝ ＝ . U2 U3 R线 (4)输电导线上损耗的电功率 P 线 ＝I 线 P2 2 U 线＝I线R 线 ＝( ) R 线． U2
2
栏目 导引
第4章
远距离输电
特别提醒：(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
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第4章
远距离输电
(2)减小输电电流 I P 因为 I＝ ，所以在输送电功率 P 不变的前提 U 下，提高输电电压 U 是有效措施．
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第4章
远距离输电
3.输电线路上的电功率损失 一般输电导线都有电阻，因此当电能通过输 电导线送向远方时，电流流过输电导线，因
输电导线有电阻而发热，从而损失电功率．
栏目 导引
第4章
远距离输电
例1 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
正比 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
栏目 导引
第4章
远距离输电
栏目 导引
第4章
远距离输电
新知初探自学导引
一、为什么要采用高压输电
1.电功率损失和电压损失
电功率损失 电压损失 ΔP＝______ ΔU＝_____ IR 表达式 I2 R (1)减小导线电阻，可采 (1)增大导线的 横截面积 用________小的材料或 _________来减 电阻率 减小方 电阻 横截面积 __________更大的导线 小输电线_____ 法 (2)减小导线中 (2)减小导线中电流 电流
鲁科版物理选修3-2课件：第4章 第3节 电能的远距离传输
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【解析】 (1)输电线上的电流为： I＝UP＝203×80103 A≈52.63 A 输电线路损耗的功率为： P损＝I2r＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW 用户得到的电压为： U1＝U－Ir＝(380－52.63×6)V＝64.22 V.
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(3)减小输电线上的功率损失的方法 根据公式P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种： ①减小电阻
据R＝ρ
L S
判断：减小输电线的长度L，由于输电距离一定，所以在实际中不可
能通过减小L来减小R；减小电阻率ρ，目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输
电线材料；增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输
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2．输电线上的电压损失 (1)在输电线上存在电压损失的原因 输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电 线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失． (2)计算输电线上的电压损失的方法 如图4－3－2所示，U为发电厂的输出电压，P为发电厂的输出功率，U′为 用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为ΔU ＝U－U′，且ΔU＝IR.
好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D对．
【答案】 ABD
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2．某Байду номын сангаас型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V电压输电，求输电线路损耗的功率和用户得到的电压； (2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用 户得到的电压．
人教版高中物理选修3-2 第四章 第3节 电能的远距离输送 (共12张PPT)
2．减少输电线上功率损失的方法
（1）减小输电线的电阻R
P 2 l P ( ) . U S
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 ：目前一般用电阻率较小的 铜或铝作导线材料． ③增大导线的横截面积 S，这要多耗资金属 材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很 大的困难．
以后在计算时只考虑输电线电 阻所造成的电压损失．
3．减小输电线路上电压损失的方法
U＝IR（1）减小输电线来自阻R用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照明 电路有效，对高压输电线路效果不佳． （2）减小输电电流I 在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有 效的措施． 高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失， 但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照 不同的情况，选择合适的输电电压．
采用高压输电是减小输电线上功率损失的 最有效、最经济的措施．
三、输电线路上的电压损失
１．电压损失：输电线路始端电压 U 跟末端电 压 U’的差值，称为输电线路上的电压损失， U ＝ U －U’ ，如图所示：
R
2．造成电压损失的因素 （1）输电线电阻造成电压损失U＝IR． （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
P I R
2
（2）减小输电电流 I
P 2 l P ( ) . U S
①减小输送功率 P：由于电站的装机容量一定，因此 电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用 户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．
②提高输电电压 U：在输送功率P一定，输电线电阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，输电线上 的功率损失降为原来的1/n2倍．
四、交流高压输电的基本环节
第3节电能的远距离传输ppt课件
A．功率损失是原来的 1
n
B．功率损失是原来的
1 n2
C．电压损失是原来的 1
n
D．电压损失是原来的n倍
例、发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW， 输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级线圈 匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线 后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变 压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图并标出各符号；
(2)线路中损失的电压和功率；
(3)求用户得到的电压和功率；
(4)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到 的电压和功率．
1、高压交流输电遇到的困难：① 容抗 ② 感抗 ③ 同步 。
2、高压直流输电的优点：① 电线用量少 ②没有容、感抗。
③ 不具有同步性
。
学案导学
1．远距离输电过程电能主要损失在 线路电阻 。 2、降低输电损耗的两个途径①减小输电线 的电阻 。②减小输电线中的 电流 ，最有效的方法是 通过提高 电压 降低 电流 从而减小电能损失。
3、最简单的输电模型是在发电站内用 升压 变 压器，然后进行远距离输电，在用电区域用 降压变 压器．
4、画出最简单的输电模型的电路图并标出相应 的符号。
1．在电能输送过程中，若输送的电功率一定、 输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率 (ACD )． A．和输送电线上电压的平方成反比 B．和输送电流的平方成反比 C．和输送电线上的电压降的平方成正比 D．和输送电流的平方成正比
2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电 压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失 和功率损失正确的是（ BC ）。
I I1
输电规律
1、关于输送电流：I P2 P3 U U2 U3 R
高中物理鲁科版选修3-2同步课件 第4章 第3节 《电能的远距离传输》
(3)找出功率、电压和电流之间的关系式，列出方程。解 题时要注意求解线圈的匝数比，可以选择公式nn12＝UU12，也可 以选择nn12＝II12。
点击下图进入“课下作业综合提升”
[名师点睛] 在涉及变压器的电能输送问题中，要弄 清楚输电线电阻R线上的电压U线的含义，不要认为它是升压 变压器的输出电压U送(输送电压)，也不要认为它是降压变 压器的输入电压，因输电线与升压变压器的副线圈和降压 变压器的原线圈是串联而成的闭合电路，所以输电线上的 电压降U线等于I线与R线的乘积，还等于U送与降压变压器原 线圈两端的电压之差。
压器，则下列说法中错误的是
()
图4－3－5
A．通过R0的电流有效值为20 A B．降压变压器T2原、副线圈两端电压之比为4∶1 C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压 D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率
解析：降压变压器 T2 副线圈两端电压的有效值为 U＝220 V，通过 R0 的电流有效值为 I＝RU0＝21210 A＝20 A，选项 A 正确；由变压器的电 压关系可知，降压变压器 T2 原、副线圈两端的电压之比为 4∶1，选 项 B 正确；因为输电导线上有电压损失和功率损失，所以升压变压器 T1 的输出电压大于降压变压器 T2 的输入电压，升压变压器 T1 的输出 功率大于降压变压器 T2 的输入功率，选项 C 错误，D 正确。
升压变压器原线圈两端电压 U1＝nn12U2＝14×904 V＝226 V 升压变压器原线圈中的电流 I1＝nn21I 线＝41×6 A＝24 A 发电机内阻上的电压：Ur＝I1r＝24 V 发电机的电动势 E＝U1＋Ur＝226 V＋24 V＝250 V。
[答案] (1)144 W (2)250 V
高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3-2
学
业
第 3 节 电能的远距离传输
分
层
测
评
知 识 点 二
为什么采用高压输电
[先填空] 1．电功率损失 由于电流的 热效应会引起电功率的损失，且满足 P 损＝I2R 线，可以通过减小 输电线的电阻或减小输送电流来减小电功率的损失．
3．高压输电 减小 电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利，其一，耗费更多的金属 材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有采用小电流输电才会 避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠升高电压来实 现．
处理远距离输电问题的方法 处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的线路图， 三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前 到后或从后向前的顺序分析，ΔP＝I2R，I 为输电线上的电流，R 为线路电阻． 2．ΔP＝UR2线，U 线为输电线路上损失的电压，R 为线路电阻． 3．ΔP＝U 线·I，U 线为输电线上损失的电压，I 为线路上的电流．
高压交流输电和高压直流输 电
[先填空] 1．高压交流输电 (1)基本环节 升压变压器
降压变压器
发电厂（站） ―→ 高压输电线路 ―→ 用户
2．高压直流输电 (1)主要构造 整流站、直流线路和逆变站三部分． (2)原理图：(如图 4-3-5 所示)
图 4-3-5
(3)高压直流输电的优点 高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而成的，它的主要优 点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在容抗和感抗引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．
高中物理第4章远距离输电4.3电能的远距离传输课件鲁科版选修3
入功率 P,即输电线上的电流 I= ,输电线上损失的电功率
2
2
2
) ,所以
P'=I2·2r=4r( 1 )2(
【答案】C
C 项正确,A、B、D 三项错误。
(
3.关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是
)。
A.由功率
2
P= 可知,应降低输电电压,增大导线的电阻
B.由 P=UI 可知,应降低电压,减小输电电流
3×106 ×103 2
r=( ) r=(
) ×2.5
5000
W=9×108 kW,但从实际考虑,
损失的功率不可能大于总功率,故 C 项错误。D 项中注意公式中的 U
应为输电线上损失的电压,D 项错误。
【答案】B
【点拨】在有关线路电能损耗方面的计算时,注意公式中物理量
表示意义的一致性,输电电流 I= ,I= ;损失功率ΔP=I2R 线,损失电
压变压器降为 220 V。要求在输电线上损失的功率控制为 5 kW。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)两个变压器的匝数比各为多少?
【解析】输电线路的原理图如图所示。
(1)设降压变压器输出电流 I4,输电线上的电流为 I2
法非常有效。
知识链接:当输送电功率一定时,输电电压越大,输电导线上电
流就越小,损失的功率也就越小。
主题 3:输电线路上的电压损失
(1)如图所示的演示实验,A、C 与 B、D 之间是很长的电阻丝。
鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输
结论： 输电线的电阻使得远距离输电产生明显损耗
探究二：减少远距离输电损耗的方法 1、远距离输电电路的两种损耗：
I
R
发
△U △P
电 厂
~P U
用 户
⑴电压损耗：△U= IR
⑵功率损耗：△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
2、减小输电线损耗的方法：
功率损耗：△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
⑴减小输电线上的电阻：
⑵减小输电电流： 效果更明显，需要高压输电
探究三：远距离高压输电电路图：
用
发
户
电
站
远距离高压输电电路图：
I1 I2
~U1
U2
P1
P2
R
∆U ∆P
I3 I4
用
户
U3
U4
P3
P4
n1 n2
学 生 电 源
n1 n2
小 灯 泡
n3 n4
变压器实物图：
连接电路：
学 生 电 源
n1 n2
R
小 灯 泡
n3 n4
观察：
1）改变滑动电阻器的有效阻值（相当于加 大输电线长度，增加输电线的电阻），观察小灯 泡的亮度变化。
2）注意滑动变阻器的有效阻值大概为多少 时小灯泡就不亮了，并和实验一进行对比。
1.远距离输电电路的两种损耗：
⑴功率损耗：△P =I22R =P2-P3 ⑵电压损耗：△U= I2R
2.功率关系： P输送=P1=P2=U2I2 3.输电电流： I输送=I2
n3 n4
高二物理鲁科版选修3-2课件第4章 第3讲 电能的远距离传输
例2
发电机两端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总
电阻为0.2 Ω，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.
(1)画出全过程的线路示意图；
解析 示意图如图所示.
(2)求用户得到的电压和功率；
n2 解析 由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压 U2＝ U1＝ n1 2 200 V.据理想变压器 P 入＝P 出，则升压变压器副线圈的输出电流 I2
2 I 线 输电线上的电压损失ΔU＝I线R线，输电线上的功率损耗ΔP＝ R 线.
(2)计算输电线的电阻时，应注意输电线长度为距离的两倍.
(3)处理远距离输电问题. 首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的 相应位置； 其次解题时要抓“两头”——电源、用电器.要注意“中间两条 线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立 的回路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系 起来，利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.
巩固·应用·反馈
一、为什么要采用高压输电
1.电功率损失
2R I (1)损失的电功率P＝ ，即在输电线上因发热而损耗的电功
率与电阻成正比，与电流的二次方成正比.
(2)在输送电功率不变的前提下，要减少电功率损失，只能采取 减小 导线中电流的方法.
2.电压损失：在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只 能采取 减小 输电电流的方法，或减小输电线电阻的方法.
三、高压直流输电 直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电和用电环节仍是交
流；输电过程中只用两根导线. 整流器 和 逆变器 可以实现交