人教版初中物理九年级下册5.5《电能的输送》教学课件

在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送 电压为 U1，输电线的电阻 r，升压变压器的原副线圈匝数 分别为 n1、n2，降压变压器原副线圈分别为 n3、n4，你能 算出线路中损失的功率和电压吗？用户得到的功率和电压
分别是多少？
I1
I2 ΔP
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U1 n1
n2 U2
n2 U1
n2U1
高，功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和
电压损耗。
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。
2. 在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损
失，可采用的最佳方法是 ( D )
A. 使输电线粗一些 B. 减短输电线长度 C. 减少通电时间 D. 采用高压输电
3. 远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到
原来的 n 倍，则下列说法中正确的是 ( D )
A. 输电线上的电流变为原来的 n 倍 B. 输电线上的电压损失变为原来的 1/n2 C. 输电线上的电功率损失变为原来的 1/n D. 若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变 为原来的 n2 倍
减小输送功率 P
由 P = IU 可知：
可减小输电电流
提高输电电压 U
2. 能否通过减小输送功率来减小输电电流?
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。
1. 把功率为 22 kW 的电能用总电阻为 2 Ω 的导线输送 到远方的用户，用 220 V 的电压输电，导线损失的功率 为多少？若改用 22 kV 的电压输电，导线损失的功率又 为多少？
220 V 输电，损失的功率为 P ( P )2 R 4104 W U
22 kV 输电，损失的功率为 P ( P )2 R 4 W U
由 ΔP =I 2r 可知，在输电电流一定的情况下，线 路电阻减为原来的一半，线路损耗的功率减为原来的 一半。
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 P = UI 可知：线路中电流减为原来的一半，而损耗的功 率减为原来的四分之一。
1. 了解电能的输送过程。 2. 知道如何高效输电。 3. 知道电能输送的电学规律。
复习回顾 5.4变压器
一、变压器的构造 1．示意图 2．符号
二、变压器工作 1.原理： 互感现象
2.能量转化： 电能→磁场能→电能
3.理想变压器条件： P入＝P出
三、理想变压器的变压、变流规律：
U1 n1 U 2 n2
1.如何降低输电损耗？
减小输电线的电阻 由ΔP =I 2r 可知：
减小输电线的电流
2.若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定 的情况下，应采用什么措施?
由 R 可L知：
S
增加导线的横截面积 S 减小材料的电阻率 ρ
把功率为 220 kW 的电能用铝导线输送到 10 km 以
外的地方，要使功率损失为输送功率的 10%，用 220 V
I1 n2 I 2 n1
《电能的输送》
r U送
输送Biblioteka Baidu压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送 电压 。
输送功率：电源对外发出的功率即输送功率。 一般情况下用户到电厂的距离很远，输电线上的电
阻 r 比较大
r
U损
U送
U用
在输电过程中，发电厂输送的电能是否全部给了用户？
由于输电线有电阻，输电线上有电压、功率损失，会有一部 分电能转化为热能而损失掉。输电线电阻造成电压损失为 ΔU = U送−U用 = Ir，损失的功率为 ΔP = I2r。
发 电 站
一次高压变电站
二次高压变电站
长距离输电线路
用 户
低压变电站
I1
I2 ΔP
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
P1 P2
U1 n1 U2 n2 I1 n2 I2 n1
P2 ΔP P3 U2 ΔU U3
I2 I3
P3 P4
U3 n3 U4 n4 I3 n4 I4 n3
的电压输电，导线横截面积大约为多少 ? ( 铝的电阻率
ρ = 2.9 ×10-8 Ω·m )
S = 132 cm2
在各种金属中银的电阻率最小，但价格昂贵，目前 选用电阻率较小的铜或铝作输电线，导线的横截面积能 否无限制地增大？
不能无限制地增大，因为这样会多耗费金属材料， 同时输电线太重不利于架线。
1. 若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施?
D. 以上说法均不正确
5. 发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学校的 输电导线的总电阻为 R，通过导线的电流为 I，学校 得到的电压为 U2，则输电导线上损耗的功率可表示
为 ( BCD )
A.
U
2 1
R
B. (U1 U2 )2
R
C. I2R
D. I (U1-U2 )
4. 下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正
确的是 ( C )
A. 因为热功率 P = U 2/R ，所以应降低输送电压，增大 输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗
B. 因为热功率 P = IU，所以应采用低电压、小电流输 电，才能减小输电导线上的热损耗
C. 因为热功率 P = I 2R，所以可采用减小输电线电阻或 减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗
U3 n3
n4 U4
R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
I1
I2
I3
I4
R
U1
U2
U3
U4
P I1 U1
I1 n2 I2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上损失的功率
P
I
2 2
R
( n1 n2
P U1
)2
R
用户得到的功率
P用户
P
P
P
( n1 n2
P U1
)2
R
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
I1
I2
I3
I4
R
U1
U2
U3
U4
输电线上损失的电压
U
I2 R
n1 P n2U1
R
U3
U2
U
n2U1 n1
n1 P n2U1
R
U4
n4U 3 n3
n4 n3
( n2U1 n1
n1P )R n2U1
根据上述结果，高压输电能否真的有效降低 能量损耗及电压损耗？
由 P ( n1 P )2 R 及 U n1P R 可知：电压越
有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用 500 kV 超高压，西北电网的电压甚至达到 750 kV。
1. 远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网
正在建设 750 kV 线路。采用高压输电的优点是 ( C )
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耗 D. 可加快输电的速度