高级中学沪科版高中物理选修32 3.1高压输电原理 课件
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3.1 高压输电原理
学习目标
1知道知道电能的优点，知道电能输送的基本过程。 2知道降低输电损耗的两个途径。 3了解电网的结构和功能，知道我国电网的基本特点。
第一课时：
（一）引入新课
• 人们常把各种形式的能先转化为电能再进行传输， 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哪些因素？高压电网结 构怎样它又是怎样工作的？本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 62-65页，思考回答以下问题。
• 4（普通班、体育班不做） 某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 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？ （理想变压器）
三课堂训练
• 1(多选) 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750kV线路。采用高压输 电的优点是 （ A 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
•2(多选)远距离输送一定功率的交流电， 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 （不考虑电抗产生的损失）（ ） •A.功率损失是原来的 ；B. 功率损失是原 来的； •C.电压损失是原来的； D. 电压损失是原 来的n倍。
• 由可①知，当P一定时，要减小 电流I，必须增大输 电电压U,这就是远距离输电为什么采用高压的原因。
（四）高压交流输电
（五）课堂练习
学生思考完成课本67页1、2、3小题。
(六）课堂小结： 1高压输电原理； 2交流输配电网。
Hale Waihona Puke • 1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
• 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪 忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021年11月19日星期五1时20分27秒13:20: 2719 November 2021
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都 不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时20分27秒 下午1时20分13:20:2721.11.19
（七）作业布置
•a复习课文； •b思考完成新学案46页填空； •c思考完成新学案47-48页.（普通 体育班只完成a、b）
第二课时：
• 一复习提问： • 1为什么远距离输电要采用高压？ • 2高压电网主要由哪几个环节构成？
二 典例选讲 •【例1】（普通班、体育班不讲）某小型水电 站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压 250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总 电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电 功率不超过输送电功率的5%，用户获得220 V 电压.求应选用匝数比为多大的升压变压器和 降压变压器？（理想变压器）
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反比 • D．输电线上的功率损失跟输电线上电压损失的平方成反比
• • 3. (重点班)通过相同材料的导线向同一用户输送10kV的电功率，若
有输送电压为110V和220V两种情况下，导线上损失的电能为2：1. 试问：在这两种情况下输电线的横截面积之比是多少？
•3 (多选)“西电东输”进行远距离输电，输送的 电功率为P。输送的电压为U。输电线上的电阻 率为ρ，导线横截面积为S，导线总长为L，输电 线( 损)耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2，则
BU 2 S
A.P1 L
B.P1
P2 L
U 2S
U 2S
C.P2 P L
D.P2
P
P 2 L
U 2S
• 问题5：如何减小输电线中的电流呢？（功率公式） • • 问题6：以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的
损耗更有效？举例说明。
• 问题7：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？
•
（三）分析论证（高压输电的原因）
• 设发电机的输出功率为P=UI ①， • 功率损失为 ΔP=I22R ② • 用户得到的功率为 P用=P-ΔP. ③ • 由②知，要减小输电线路上的电能损失，既要减小 电阻R又要减小电流I ，而输电线路的电阻又不能无 限制的减小，所以，减小输电电流对减小输电电能 损失更为有效。
• 降压变压器副线圈中的电流为I4，用户得到的功率 P′=P-ΔP=95%P
•又P′=U4I4 •所以I4 = A=431.8 A. •而降压变压器原线圈电流I3=I2=25 A •所以，降压变压器匝数比 为：
【例2】（普通班、体育班讲）讲解课本案例1（62页）
【例3】某水电站用总电阻为2.5Ω的输电线输电给 500km外的用户，输电总功率为3x106kW。现用 500kV电压输电，则下列说法中正确的是（ ） A输电线上电流为2.0x105A B输电线上由电阻造成的电压损失为15kV C若改用5kV的电压输电，则输电线上损失的功率为 9x108Kw D输电线上损失的功率为ΔP =U2/r,U为电电压，r为输 电线的电阻。
四、课堂总结：
• 通过本节学习，主要学习以下问题： • • 1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减 小输电电流。减小输电电流是最有效的途径。
• 2.高压输电原理的理解及相关计算。
•
五、作业布置：
• 1、课本P66页， 阅读《信息浏览》（（普、体育班、重点班） • 2、(重点班)远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，
（二）思考问题：
• 问题1：输送电能的基本要求是什么？（经济安全）
• 问题2：远距离大功率输电面临的困难是什么？（输电线 有电阻，输电电流较大）
• 问题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？降低输电损耗的两个途径是什么？（功率 公式）
• 问题4：如何减小输电线的电阻呢？（电阻定律）
• 解析：画出高压输电线路图如图所示
1： 10I2
10 ： 1
r线
F U1
U2 U3
U4 R出
• 设U1=升25压0变V，压器原线圈电流为I1，电压为U1，有 • I1= A=400 A • 升为压输变送压功器率副的5线%圈时电，流有为I2，当输电线上损失功率
• ΔP=I22r线=5%P • I2 = A=25 A • 因此升压变压器的匝数比
• 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
• 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。
• 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
• 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午1时20分21.11.1913:20November 19, 2021
学习目标
1知道知道电能的优点，知道电能输送的基本过程。 2知道降低输电损耗的两个途径。 3了解电网的结构和功能，知道我国电网的基本特点。
第一课时：
（一）引入新课
• 人们常把各种形式的能先转化为电能再进行传输， 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哪些因素？高压电网结 构怎样它又是怎样工作的？本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 62-65页，思考回答以下问题。
• 4（普通班、体育班不做） 某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 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？ （理想变压器）
三课堂训练
• 1(多选) 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750kV线路。采用高压输 电的优点是 （ A 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
•2(多选)远距离输送一定功率的交流电， 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 （不考虑电抗产生的损失）（ ） •A.功率损失是原来的 ；B. 功率损失是原 来的； •C.电压损失是原来的； D. 电压损失是原 来的n倍。
• 由可①知，当P一定时，要减小 电流I，必须增大输 电电压U,这就是远距离输电为什么采用高压的原因。
（四）高压交流输电
（五）课堂练习
学生思考完成课本67页1、2、3小题。
(六）课堂小结： 1高压输电原理； 2交流输配电网。
Hale Waihona Puke • 1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
• 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪 忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021年11月19日星期五1时20分27秒13:20: 2719 November 2021
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都 不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时20分27秒 下午1时20分13:20:2721.11.19
（七）作业布置
•a复习课文； •b思考完成新学案46页填空； •c思考完成新学案47-48页.（普通 体育班只完成a、b）
第二课时：
• 一复习提问： • 1为什么远距离输电要采用高压？ • 2高压电网主要由哪几个环节构成？
二 典例选讲 •【例1】（普通班、体育班不讲）某小型水电 站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压 250 V，现准备向远处输电，所用输电线的总 电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电 功率不超过输送电功率的5%，用户获得220 V 电压.求应选用匝数比为多大的升压变压器和 降压变压器？（理想变压器）
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反比 • D．输电线上的功率损失跟输电线上电压损失的平方成反比
• • 3. (重点班)通过相同材料的导线向同一用户输送10kV的电功率，若
有输送电压为110V和220V两种情况下，导线上损失的电能为2：1. 试问：在这两种情况下输电线的横截面积之比是多少？
•3 (多选)“西电东输”进行远距离输电，输送的 电功率为P。输送的电压为U。输电线上的电阻 率为ρ，导线横截面积为S，导线总长为L，输电 线( 损)耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2，则
BU 2 S
A.P1 L
B.P1
P2 L
U 2S
U 2S
C.P2 P L
D.P2
P
P 2 L
U 2S
• 问题5：如何减小输电线中的电流呢？（功率公式） • • 问题6：以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的
损耗更有效？举例说明。
• 问题7：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？
•
（三）分析论证（高压输电的原因）
• 设发电机的输出功率为P=UI ①， • 功率损失为 ΔP=I22R ② • 用户得到的功率为 P用=P-ΔP. ③ • 由②知，要减小输电线路上的电能损失，既要减小 电阻R又要减小电流I ，而输电线路的电阻又不能无 限制的减小，所以，减小输电电流对减小输电电能 损失更为有效。
• 降压变压器副线圈中的电流为I4，用户得到的功率 P′=P-ΔP=95%P
•又P′=U4I4 •所以I4 = A=431.8 A. •而降压变压器原线圈电流I3=I2=25 A •所以，降压变压器匝数比 为：
【例2】（普通班、体育班讲）讲解课本案例1（62页）
【例3】某水电站用总电阻为2.5Ω的输电线输电给 500km外的用户，输电总功率为3x106kW。现用 500kV电压输电，则下列说法中正确的是（ ） A输电线上电流为2.0x105A B输电线上由电阻造成的电压损失为15kV C若改用5kV的电压输电，则输电线上损失的功率为 9x108Kw D输电线上损失的功率为ΔP =U2/r,U为电电压，r为输 电线的电阻。
四、课堂总结：
• 通过本节学习，主要学习以下问题： • • 1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减 小输电电流。减小输电电流是最有效的途径。
• 2.高压输电原理的理解及相关计算。
•
五、作业布置：
• 1、课本P66页， 阅读《信息浏览》（（普、体育班、重点班） • 2、(重点班)远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，
（二）思考问题：
• 问题1：输送电能的基本要求是什么？（经济安全）
• 问题2：远距离大功率输电面临的困难是什么？（输电线 有电阻，输电电流较大）
• 问题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？降低输电损耗的两个途径是什么？（功率 公式）
• 问题4：如何减小输电线的电阻呢？（电阻定律）
• 解析：画出高压输电线路图如图所示
1： 10I2
10 ： 1
r线
F U1
U2 U3
U4 R出
• 设U1=升25压0变V，压器原线圈电流为I1，电压为U1，有 • I1= A=400 A • 升为压输变送压功器率副的5线%圈时电，流有为I2，当输电线上损失功率
• ΔP=I22r线=5%P • I2 = A=25 A • 因此升压变压器的匝数比
• 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
• 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。
• 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
• 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午1时20分21.11.1913:20November 19, 2021