高二物理高二物理远距离输电PPT教学课件
高中物理远距离输电
高中物理远距离输电在电力系统中，电能从发电厂输送到用户端需要经过长距离的传输。
由于发电厂和用户之间的距离往往较远，因此需要采取一些措施来确保电能能够安全、高效地传输。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识，对于我们了解电力系统的基本概念和解决相关问题具有重要意义。
一、远距离输电的基本原理在远距离输电中，发电厂将产生的电能通过升压变压器升压，然后通过高压输电线路传输到降压变压器，最后将电压降低到用户端所需要的电压等级，输送到用户端。
在这个过程中，升压变压器将电压升高，使得电流减小，从而降低传输过程中的电能损失。
二、远距离输电的优缺点远距离输电的优点主要包括：1、能够将电能输送到较远的距离，覆盖更大的供电范围；2、传输容量大，能够满足大型城市和工业园区的电力需求；3、传输效率较高，能够减少传输过程中的电能损失。
远距离输电的缺点主要包括：1、建设成本较高，需要投入大量资金建设输电线路和配套设施；2、容易受到气候、地理环境等因素的影响，如雷击、冰灾等自然灾害会对输电线路造成损害；3、需要采取措施来保护环境和生态平衡，避免在输电线路建设过程中对环境和生态造成破坏。
三、高中物理课程中的远距离输电知识在高中物理课程中，远距离输电是电磁感应和交流电理论应用的一个重要方面。
学生需要了解变压器的工作原理、交流电的频率和波形、三相交流电的产生和传输等方面的知识。
学生还需要了解输电线路的电阻和电感对传输电流的影响，以及如何采取措施来降低传输过程中的电能损失。
四、结论远距离输电是电力系统中的重要组成部分，对于保障人们的生产和生活用电需求具有重要意义。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识是理解电力系统基本概念和解决相关问题的基础。
在未来的学习和工作中，我们还需要进一步深入学习和研究电力系统中的远距离输电技术，为保障电力系统的安全、稳定、高效运行做出贡献。
顾城的《远和近》是一首极富哲理性和情感深度的小诗，它以独特的视角揭示了人际关系中的微妙复杂性和心理距离的深远影响。
高中物理远距离输电
第四节 远距离输电一、 输电过程(如图所示)二、输送电流(1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R. 三、输电导线上的能量损失和电压损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt . 1、电压损失 ：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR .2、 功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R 3、 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρl S可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．四、 远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 五、 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线． 在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用P 损＝I 2线R 线，其原因是I 线可以由公式P 输入＝I 线U 输入求出，而P 损＝U 线I 线和P 损＝U 2线R 线则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易将U线和U输入相混而造成错误．典例分析：例1、中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响．则( )A．送电电流变为原来的2倍 B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C．输电线上降落的电压将变为原来的12D．输电线上损耗的电功率将变为原来的12例2、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是( )A．P′＝U2Sρl B．P′＝P2ρlU2SC．P用＝P－U2SρlD．P用＝P(1－PρlU2S)例3、远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原来的1/n；B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2；C．输电线上的电压损失是原来的1/n； D．输电线上的电压损失是原来的n倍例4、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( ) A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大例5、一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？例6、一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：（1）试画出这次输电线路的示意图；（2）输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？（3）用户得到的电功率是多少？课堂针对练习：1、在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比2、通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( ) A.PR kU ，1n B ．(P kU )2R ，1n C.PR kU ，1n 2 D ．(P kU )2R ，1n2 3、某发电厂原来用11kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV 输电，输送的电功率都是P ，若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是（ ） A. 据公式U P I /=，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20 B. 据公式R U I /=，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍 C. 据公式R I P 2=，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D. 据公式R U P /2=，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍4、为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为P ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U5、有一台内阻为Ω1的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比4:1，降压变压器的匝数比1:4，输电线总电阻是Ω4，全校共有22个教室，每个教室有“220V 40W ”的电灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，则： （1）发电机的输出功率应是多大？ （2）发电机的电动势是多大？ （3）输电效率是多大？6、在离用电单位的较远处建了一座小型的水电站，发电机输出功率为5kW ，输出电压为220V ，输电线的电阻Ω12，允许输电线路损耗功率为输送功率的6%，用电单位所需的电压为220V ，根据上述条件：（1）画出供电的电路示意图；（2）计算所用的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？（设变压器为理想变压器）课后巩固练习：1、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P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对2、一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为Ω5.0，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A. 减小50WB. 减少1200WC. 减少61068.7⨯W D. 增大61068.7⨯W3、发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )A.U21RB.U1－U22RC．I2R D．I(U1－U2)4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为( )A．100 U0 B.10 U0 C．U0/10 D．U0/1005、水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300V送电，则线路损失可降为( )A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW6、某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻7、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=10Ω，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=380V.(1)画出输电线路的示意图（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）8、小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：(1)输电线上的电流．(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．。
高中物理-远距离输电
远距离输电前面我们学习了电磁感应现象和交流电发电机，我们就可以大量地生产电能，以供民用和企业生产使用。
比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦。
可这么多的电能当然要输到用电的地方去，下面我们来研究电能的输送有关知识。
电能的输送问题：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送到武汉、上海等地的呢？答案是，通过电线输送的。
而且是，通过架设很高的（考虑危险性）、很粗的高压电线输送的，这是为什么呢？因为电能的输送电能损失很大。
电能为何损失呢？电能的输送电能损失如果不考虑升压变压器与降压变压器的使用，电能按照发电厂的电压进行输送，那么，最基本的输送电能模式如图所示：由于发电厂和用电端距离很远，比如陕北榆林发电供京津冀地区使用，线路特别长。
我们根据电阻与电阻率关系式：可知，总的电阻非常大，因此会有很大的能量（功率）损失，转化为电线上的焦耳热。
不难得出损耗的功率为：根据欧姆定律可知，输电线上还会有很大的电压降低。
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。
电流通过很长的导线要发出大量的热，如：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果通的电流是100安，每秒钟导线发热就是400万焦耳。
这些热都散失到大气中，白白损失了电能。
所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。
为什么采用高压输电问题：如何减小导线发热（能量消耗）呢？由焦耳定律的公式Q=I²Rt，减小发热Q有以下三种方法：一是减小输电时间t，二是减小输电线电阻R，三是减小输电电流I。
哪种方法能被实际使用呢？第一种方法等于停电，没有实际价值。
第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。
适用的超导材料还没有研究出来。
排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。
从焦耳定律公式Q=I²Rt可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。
高中物理选修3-2远距离输电..
答案： ABD
例3、（浙江卷）某水电站，用总电阻为2.5 Ω 的输 电线输电给500km外的用户，其输出电功率是 3×106KW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的 是 A. 输电线上输送的电流大小为2×105A B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108KW D. 输电线上损失的功率为Δ P＝U2/r，U为输电电压， r为输电线的电阻
【答案】B
三. 远距离输电的结构
解远距离输电问题的基本方法: 中间突破, 两头发展 . 升压变压器 降压变压器 R线/2
I2
I3
I4
U1
I1
n1
n2 U2
U3
R线/2 P2 = P3 + P损
n3
n4
U4
用户
P1/ n2
P3 = P4
U 3 / U 4 = n 3 / n4
【答案】A
是不是输电电压越高越好？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建 设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送 功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依 照不同情况选择合适的输电电压。并不是越高越好！
例2、（2009年广东物理）关于远距离输电，下列表述正确 的是 A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能 损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的 电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越 好
远距离输电在输送功率不变的情况下,一般采用 高压输电，即:P=UI恒定, 提高输出电压,减小电 流(I=P/U), 达到减小电能和电压损耗的目的.
高考物理考点专题远距离输电
功率电器使用增多，下列说法中正确的
A．变压器的输出电压 U2 增大，且 U >U
B．变压器的输出电压 U4 增大，且 U2<U1
C．输电线损耗的功率增大
43
D．输电线损耗的功率不变
13
4．如图为远距离的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用
等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1 。在输电线与用户间连有一理想变 压器，流入用户端的电流为 I2。则
专题 54 远距离输电
一、远距离输电 1．输电过程（如图所示）
2．输送电流
（1） I
P U
；
（2） I
。 U U R
3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热
产生的，表达式为 Q=I2Rt。
1
4．电压损失
（1）ΔU=U–U′；
（2）ΔU=IR。
5．功率损失
（1）ΔP=P–P′；
（2）ΔP=I2R=(UP )2R。 6．降低输电损耗的两个途径
4
间的关系是 ， ，P =P ； U1 n1 U 2 n2
I1 n
I2
2
n
12
1
②理想的降压变压器联系了回路 2 和回路 3，由变压器原
理可得：线圈 3（匝数为 n3 ）和线圈 4（匝数为 n4 ）中各个量
间的关系是 ， ，P =P 。 U 3 n3 U 4 n4
I 3 n4 I 4 n3
34
（3）掌握一个守恒
10
则输电线损耗功率Pr I22 r 6 000 W
（3）输电线上损耗的电压U r I2 r 300 V
降压变压器原线圈U3 U2
降压变压器匝数比
高中物理：远距离输电
高中物理：远距离输电【知识点的认识】远距离输电1．输电过程（如图所示）2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝I2Rt。
3．电压损失（1）△U＝U﹣U′；（2）△U＝IR。
4．功率损失（1）△P＝P﹣P′；（2）△P＝I2R＝2R5．输送电流（1）I＝；（2）I＝。
【命题方向】常考题型：2013年4月20日在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震、地震发生后，某公司向灾区捐赠一批柴油发电机。
该柴油发电机说明书的部分内容如下表所示。
现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBC260型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10﹣4Ω/m。
安置区家用电器的总功率为44kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是：（）型号AED6500S最大输出功率60kW输出电压范围220V～300VA．输电线路中的电流为20AB．输电线路损失的电功率为8000WC．发电机实际输出电压是260VD．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压的峰值是300V【分析】A、输电线路的电流可根据P＝UI求得。
B、先求出线路电阻，再由电功率公式求得损失的电功率。
C、发电机输出的电压等于线路损失的电压加安置区电压。
D、根据正弦交变电流的有效值和峰值的关系可求出峰值。
解：A、由P＝UI得输电线中的电流：I＝，故A错误；B、线路电阻R线＝2.5×10﹣4Ω/m×800m＝0.2Ω．线路损失的电功率P线＝I线2R线＝（200A）2×0.2Ω＝8×103W，故B正确；C、线路两端的电压U线＝I线R线＝200A×0.2Ω＝40V，发电机输出电压U＝U线+U0＝（40+220）V＝260V，故C正确；D、根据正弦交变电流的有效值和峰值的关系可得峰值U m＝U＝260V，故D错误。
2022秋新教材高中物理第三章交变电流第四节远距离输电课件粤教版选择性必修第二册
【重难释解】
2．基本关系式 (1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3。
(2)电压、电流关系 UU12＝nn12＝II12，UU34＝nn34＝II43 U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线。
(3)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝ΔRU线 。 (4)输电线上损耗的电功率：ΔP＝I 线 ΔU＝I 线 2R 线＝UP222R 线。 3．远距离输电问题的分析方法
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，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，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功 率损耗将降为原来的n12。
典例1 某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%。 若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？
核心素养点击
第四节 远距离输电
(1)了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径。 物理观念
(2)了解高压交流输电、高压直流输电的概念。 (1)会用相关知识解释实际的输电问题。 科学思维 (2)通过建立远距离输电模型的过程，体会建立模型的思维方法。
科学探究 利用模型解决远距离输电问题。
科学态度 理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网 与责任 供电是远距离输电的重要发展。
粤教版高中物理选择性必修第二册第3章第4节远距离输电课件
√A．高电压输电
C．增大输电电流
B．低电压输电 D．增大输电线电阻
A [为了减小输电线的损耗，当输送功率一定时，根据P＝UI知增
大输送电压U可以减小流过线路的电流I，则根据线路损耗P损＝I2r 可知线路损耗也会减小，A正确，B、C、D错误。]
1234
√
1234
√
√
√
1234
4．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如 图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用 户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损 失的功率为输送功率的4%，试求：
如图所示的输电线路，为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光 较暗？怎样才能减小导线上损失的电压和损失的功率呢？
提示：用电高峰期高压输电线和变压器到家庭的输电线中电流 较大，有较大的电压损失，因此加在白炽灯上的电压变低，达不到 额定功率，因此白炽灯灯光较暗；为减小导线上损失的电压和功率 可减小输电线电阻，提高输电电压。
第三章 交变电流
第四节 远距离输电
1．了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损 耗的措施。 学习 2．知道高压输电的原因；会利用变压器的规律和能量守恒 任务 的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算。 3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点。 4．知道我国输电技术的发展。
01
必备知识·自主预习储备
1886年，发明家威斯汀豪斯利用变压器成功地在6 km的线路上 实现了交流输电。
1891年，德国建成170 km的15 kV～30 kV的高压输电线路，效 率高达70%～80%。1893年，美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。1909～1912年，美国、德国建造 100 kV的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。
高二物理3.1高压输电原理
3.电网供电
（1）将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地 区性输电网络，这就是电网。现在，有的还与外国联网，形成国 际化的电网.
（2）优点：①减少发电设施的重复建设，降低运输成本 ②可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡使电 力供应更加可靠、质量更高。
解析：由发电机的输出功率和输送电压，即得输电线上的电流仍为:
IU P 1 1 ..2 0 5 1 1 0 0 4 8A 1 .2 5 1 0 4A 线长5km损耗由64%
由P损=I2R可得5 km电阻应:
降到10%，电阻由 0.5Ω降到0.08Ω，
R′÷R=0.5÷0.08=6.2
RP I损 2 (1 1 ..2 2 5 5 1 1 0 0 4 7 )2 0.08 5
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S;
太粗不可能，既不经济又架设困难。
理论计算：
要求：输电线上损失的电能不超出输送电能的10％，输送的电功率仍为：
P＝1.25×105 kW，输电电压仍为：U＝10kV,输送距离仍为5 km输电 线上可损耗的电能若为P损＝1.25×104 kW，求导线电阻R为多少？
即输电线的电阻应为原来的6.25分之一，横截面积为增为原来的 6.25倍，其直径应为原来的2.5倍 由上可知：减少电阻的方法仅能适当减小P损，不能达到理想效果。
另辟蹊径，根据 P损=I2R ，可减小输电线中的电流, 同样可减 小电能的损耗。
途径二：减小输电线中的电流。（如何减小？）
分析： 由P=UI 可知：当输送的功率一定时，采用升高输电电压的 方法，就可以减小输送电流.
（3）交流高压输电的基本环节
3.4 电能的输送 课件-2023学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
（2）减小输电导线中的电流
途径一：减少输电线的电阻r
L
r
S
①减小材料的电阻率ρ： 用铜或铝
②减小输电线的长度L： 有很大的局限性
③可适当增大导线横截面积S： 有很大的局限性
途径二：减小输电线中的电流 ——提高输送电压U（高压输电）
P=UI
P损=I2r
2
P
变为1/n
P不变，U提高n倍， I降低为1/n， 损
10Ω，求：
(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的
功率?
(3) 62.5W 9937.5W
提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法
一般来说，发电厂发出的电只有几千伏，若要进行几千公里
的传输，你能设计出简单的远距离输电电路吗？讨论一下，画出
简单节
(4)若有60 kW分配给生产用电,其余电能用
来照明,那么可装25 W的电灯多少盏?
例4. （多选）如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理
想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值
不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当
开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是（
n3∶n4＝190∶11
D．用户得到的电流I4＝455 A
例2. 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝
数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为
R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，
要求所有灯都正常发光，则：
(1)发电机的输出功率多大？5424W
则
1
1
A．ΔP′＝ ΔP
B．ΔP′＝ ΔP
高中物理(新人教版)选择性必修2：电能的输送【精品课件】
四、远距离输电原理图
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
10潜伏
输电简易图
220伏
四、远距离输电原理图
I1
I2 U损 P损 I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3
I1
I2 U损 P损 I3
电网供电有什么好处？
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。
六、输电技术的发展
1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3 km 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；
Pr I 2r 20 2 4 1600 (W) ( 3 ) U用 U Ur 220 80 140(V)
P用 P Pr 4400 1600 2800 (W)
例4、图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000， 理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升 压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V。下列说法正确的是( B )
P损
=（P）2 U
L S
如何减少电能损失? P损 =I 2R线 (1)减小输电线电阻R
(2)减小输电电流I
途径一、减小输电线电阻R： R L
S
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
高二物理远距离输电详解
I1
P输
I2
输电线路示意图
∆U、∆P 、
I3= I2
U3
I4
用
~ U1
n1
U2 P输
U4 n4
户
n2
n3
U1= 500V R= 1.5 1 2 3 4 输电 线
P1= 500kW U4= 220V 线 、 线
n1 电
n2= 1:5
（1）2500V （2）60kW （3）10:1 （4）440kW
小结：远距离输电原理： 小结：远距离输电原理：高压输电可以减少输电线上的电能损失
远距离输电
电站往远处送电
I
∆U=IR ∆P=I2R
R U1 站 户 P1 电 用 U2 P2
U1=∆U+U2
P1=∆P+P2
R=ρL/S
Q=I2Rt为电线上电能的损耗，应尽量减小（一般不超过10%）
想一想：怎么样才能减小∆P呢？
方法一：如何减小输电线上的电阻?
减小输电线的电阻率 铁的电阻率: ρ铁＝1.0×10－7（Ω·m） 铝的电阻率: ρ铝＝2.9×10－8（Ω·m） 铜的电阻率: ρ铜＝1.7×10－8（Ω·m） 银的电阻率: ρ银＝1.6×10－8（Ω·m）
增大输电线的横截面积S
估算输电线的横截面积应多大？ 要求：输电线上损失的电能不超出输送电能 的10％ 输送的电功率为：P＝20kW=2.0×105（W） 输送距离为：L＝10km=1.0×104（m） 输电线的材料为铝，其电阻率为： ρ铝＝ 2.9×10－8（Ω·m） 输电电压为：U＝250（v）
I1
P输
I2
∆U、∆P 、
I3= I2
U3
I4
用
远距离输电-课件
(2)由以上计算式知，在输送电功率一定的前提下，有： ①减少输电线电压、电功率损耗的途径是__提__高__输__电__电__压___ 或__增__大__输__电__导__线__的__横__截__面__积_____．两者相比，当然选择前者． ②若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小 输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材 和水泥，还能少占用土地．
答案：见解析 规律总结：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：
第七节 远距离输电
知识点1 从发电站到用户的输电线路 1．线路的主要组成：发电机、升压变压器、输电导线、降 压变压器、用户的用电器等．(如图 2－7－1)
图 2－7－1
2．线路上各部分的物理量：P1、U1、I1、n1为升压变压 器原线圈上的物理量，P2、U2、I2、n2为升压变压器副线圈 上的物理量，P3、U3、I3、n3为降压变压器原线圈上的物理 量，P4、U4、I4、n4为降压变压器副线圈上的物理量，P损、 U损为输电线的功率和电压损耗，R为输电线的电阻．自 我。。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/52021/3/5Marc h 5, 2021
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/52021/3/52021/3/52021/3/5
高中物理第二章交变电流第7节电能的输送-2一等奖公开课ppt课件
1．自主思考——判一判
(1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。(√)
(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)
(3)高压输电一定是电压越高越好。
(×)
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n，降压变压器匝数比为
n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)
一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电能输送中的电压损失 U 损＝Ir，其中 I 为输电线中的电流，r 为 输电线 的电阻。 2．电能输送中的电能损失 (1)电能损失：W 损＝P 损 t。 (2)功率损失：P 损＝ I2r 。
二、远距离输电系统 1．电网 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。 2．远距离输电基本原理 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 变压器降到所需的电压。
3．远距离输电中，当输送的电功率为 P，输送电压为 U 时，输电
线上损失的电功率为 ΔP，若输送的电功率增加为 2P，而输电
线中损失的电功率减为Δ4P，(输电线电阻不变)那么输电电压应
增为
()
A．32U
B．16U
C．8U
D．4U
解析：由 P＝UI 知 I＝UP，则输电线上损失的功率 ΔP＝I2R＝ UP2R，得输电电压 U＝P ΔRP，若输送的电功率增加为 2P， 而输电线中损失的电功率减为Δ4P，由上式得输电电压 U 应增 为 4U；故 D 正确，A、B、C 错误。 答案：D
线路的电阻为 R，则下列说法中正确的是
()
A．根据公式 I＝U据公式 I＝UR，提高电压后，输电线上的电流增为原来的 20 倍
电能的远距离输送 课件-高二下学期物理鲁科版(2019)选择性必修第二册
U 2 n2
P3 U3
n3
P4 U
4
n4
降压变压器
U 3 n3
两个变压器，三个回路 U 4 n4
用
户
三 、 远 距 离 输电电 路分析
1、功率关系：①升压变压器： P1=P2
③传输过程：P2=∆P+P3
2、电压关系：①升压变压器：
③传输过程：U2=∆U+U3
②降压变压器：P3=P4
②降压变压器：
一 、 采 用 高 压输电 的原因
在 100 km 左右时采用 110 kV 的电压输电
在我国
在100至300 km 时则采用 220 kV 的电压
更远距离采用更高电压输电
输电电压为110 kV、220 kV 的线路
高压输电线路
输电电压为330kV、550kV乃至750kV的线路
超高压输电线路
输电交流电压为1000kV及以上的线路
其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，
输电线的总电阻为10 Ω，下列说法错误的是(
)A.输电
线中电流的有效值为10 AB.升压变压器的输出电压U2＝2
kVC.用户获得的功率为19 kWD.将P下移，用户获得的电
压将增大
典型例题
例4.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压
器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。
开关S闭合后与闭合前相比，下列说法中正确的是(
)
A.升压变压器的输入电压增大B.降压变压器的输出电流减小C.输
电线上损耗的电压增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例减
小
典型例题
针对练习3.为应对“新型冠状病毒”冬季可能爆发的流行态势，某医疗组织准备筹
3-4电能的输送(教学课件)——高中物理人教版( 2019 )选择性必修第二册
2. 写出各电流的关系是什么？
3. 写出各电压的关系是什么？
4. 写出各功率的关系是什么？
三、电能输送的模型
远距离输电原理图
思考：画出输电过程示意图，写出各个物理量之间的联系。
F
I1
I2
n1
n2
P1
P2
U1
r
P、U
U2
U1
n
1
U2
n2
电流关系：
I1
n
2
I2
n1
功率关系：
P1 P2
I4
4
【堂堂清】
3.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持
不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗
的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率
为P2，则P1和
分别为
（ D ）
P
P2
1
解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，副线圈输出电压为kU，输出电流I=
安装一降压变压器，用户的电压为220 V，发电厂到变压器间的输电线总电阻为
r=22 Ω，求：
（1）输电导线上损失的电功率∆P；
（2）输电导线上损失的电压∆U；
（3）降压变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2。
P 2.2 106 W
100 A
解：（1）根据题意有 I
22 103 V
U
输电导线上损失的电功率 P I
解析
A、根据I= 知输送功率不变，输送电压 变为原来的20倍，则输电电流降为原来的1/20,故A
正确，B错误.
C、根据 P损=I2R得，电流降为原来的1/20，则输电线上损耗的功率减为原来的1/400.故C正
远距离输电 课件-2022-2023学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册
= ′ = = × . × . =
损
由于′ > 送 = ，这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，
损
因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
二、高压交流输电
钢线
1.减少电能损耗的方法
(1)减小输电线的电阻：
缩短距离
=
铝线
不可行
D. 适当降低 n1 的同时，提高 n3
选用电阻率小的材料作导线
增大导线的横截面
一般用铝或铜
存在浪费材料、架设困难等
【说明】输电线由多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，
不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电
线不致太重。
二、高压交流输电
1.减少电能损耗的方法
r
(2)减小输电线中的电流：
损 ＝ ∙
减小P损
.×
总
送 ＝
＝
＝
.
一、远距离输电中的电功率和电压损耗
2.实例分析：
解：(3)由功率计算公式P=I2r，
可求得线路中的电阻大小为
(.−)×
损
= ＝
= .
.
输送距离增加一倍，则线路中电阻变为2r，此时线路上损耗的电压为
这是世界上第一个电能传输系统。
然而，随着时间的推移，人们发现，
爱迪生的低压直流输电系统受到传输
距离的极大限制，一旦输电距离偏大，
将带来很大的电功率损耗和电压损耗。
一、远距离输电中的电功率和电压损耗
2.实例分析：
例题 查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出
总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V的
远距离输电原理
远距离输电原理远距离输电是指通过输电线路将发电厂产生的电能远距离传输到需要用电的地方。
远距离输电原理是基于电磁感应和电场作用的物理原理，通过合理设计输电线路和设备，实现高效、稳定的电能传输。
远距离输电技术在现代电力系统中起着至关重要的作用，对于提高电网的可靠性和经济性具有重要意义。
首先，远距离输电原理的核心是利用电磁感应现象实现电能传输。
当输电线路中有电流通过时，就会产生磁场。
如果在该磁场中放置一个导体回路，根据法拉第电磁感应定律，导体中就会产生感应电动势，从而实现电能的传输。
这种原理被广泛应用于交流输电系统中，通过变压器将输电线路上的高压电能转换成适合配电的低压电能。
其次，远距离输电还涉及到电场的作用。
在输电线路中，电能是通过电场作用来传输的。
电场是由电荷产生的，当电流通过输电线路时，就会在周围形成电场。
电能会沿着电场的方向传输，最终到达需要用电的地方。
因此，合理设计输电线路的布局和结构，可以有效地控制电场的分布，提高电能的传输效率和稳定性。
此外，远距离输电原理还涉及到输电线路的参数和特性。
输电线路的参数包括电阻、电感和电容等，这些参数会影响电能的传输效果。
合理选择输电线路的导线材料、断面积和绝缘材料，可以降低线路的电阻和损耗，提高输电效率。
同时，合理设计输电线路的参数，可以减小电感和电容对电能传输的影响，保证电能的稳定传输。
总的来说，远距离输电原理是基于电磁感应和电场作用的物理原理，通过合理设计输电线路和设备，实现高效、稳定的电能传输。
在现代电力系统中，远距离输电技术的发展对于提高电网的可靠性和经济性具有重要意义。
通过不断的技术创新和改进，远距离输电技术将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
2022届新高考物理一轮复习课件_11.3远距离输电
《老伴》：是作者沈从文对自己17年前所见所闻的叙写。两个老伴不同的命运却又相同地埋葬在自己的回忆里，那种叹息的历史与无奈的遥望，都在这篇文章里渲染得淋
漓对尽于致 表。格题，其C实难．度相输对较电低线。因上为肯的定会电有已流经填只好的由空格降作为压范例变，给压我们器提供原一定、的思副考方线向。圈的匝数比决定
范文（三）
由线路损耗的功率 P 损＝I2线R 线和 P 损＝4%P 出可得
I 线＝
P损＝ R线
9 000×4% 10
A＝6 A
又因为 P 输出＝U2I 线，所以
U2＝PI输线出＝9
000 6
V＝1 500 V
U3＝U2－I 线 R 线＝(1 500－6×10)V＝1 440 V
根据理想变压器规律 nn12＝UU12＝1550000VV＝13 nn34＝UU34＝1242400VV＝7112 所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是 1∶3 和 72∶11。
耀中国》深入分析和探究了“红色中国”产生、发展的原因，对中国共产党和中国革命做出了客观的评价。
《西游记》着重表现了孙悟空斩妖除怪、不畏艰险、勇往直前、积极乐观的斗争精神和美好品德，突出地表现了他在跟妖魔作斗争中显示出的坚强的斗争决心和高超的斗
破口，先求出输电线上的电流 I ，再根据输出功率求出 U ，然后再求出 U 。 争艺术，例如，他善于透过迷人的假象认清妖怪的本来面目；他总是除恶务尽，从不心慈手软；斗争中注重了解敌情，知己知彼，克敌制胜，根据不同的斗争对象，变换
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。 (2)画出此输电线路的示意图。 (3)用户得到的电功率是多少？
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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．
四、交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
如何提高输电电压？
R
电
电
站
站
演示提高输电电压后输电情况
• 输电电压提高ห้องสมุดไป่ตู้7倍，看输电效果
R 电 站
• 增大输电线的横截面积S
估算输电线的横截面积应多大？
• 要求：输电线上损失的电能不超出输送电 能的10％
• 输送的电功率为：P＝2.0×105（W） • 输送距离为：L＝1.0×104（m） • 输电线的材料为银，其电阻率为：
ρ银＝1.6×10－8（Ω·m） • 输电电压为：U＝250（v）
如何减小输电线上的电阻?
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．
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：
实验数据
输电电压
低压送电 6.0 高压送电 106.5
用户 得到电压
2.4
106.2
线路上 损失电压
3.6
0.3
应用远距离输电原理来确定升压变 压器和降压变压器的匝数比
• 要求：输电线上损失的电能不超出输 送电能的10％
• 输送的电能为：P＝2.0×105（W） • 输电线电阻为：R＝0.5（Ω） • 电站输出电压为：U1＝250（v） • 用户得到电压为：U4＝220（v）
（1）减小输电线的电阻R
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．
（2）减小输电电流 I
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．输送电能的基本要求：可靠、保质、经 济．
二、输电线上的功率损失
１．任何输电线都有电阻，存在功率损失． 设输电电流为I，输电线电阻为R，则输
电线上的功率损失为： PI2R
如果输送的电功率为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
则功率损失可表示为 ：P(P)2l.
US
2．减少输电线上功率损失的方法
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．
• 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 （1）减小输电线电阻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
• 减小输电线的电阻率 铁的电阻率: ρ铁＝1.0×10－7（Ω·m） 铝的电阻率: ρ铝＝2.9×10－8（Ω·m） 铜的电阻率: ρ铜＝1.7×10－8（Ω·m） 银的电阻率: ρ银＝1.6×10－8（Ω·m）
• 增大输电线的横截面积S
用超导做输电线
一、电能的输送
1．电能便于远距离输送
电能通过输电线就可以输送到远方．相 对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交 通运载工具来说，这是它突出的优点．
远距离输电
需要电能的地方分布很广，而电站 相对来说比较集中，因此要把电站 的电能向外输送，有的需要输送到 远方，这就涉及电能的输送问题．
从下列演示实验中发现什么问题？
• 电站往远处送电
R
电
用
站
户
如何减小输电线上的电阻?
• 减小输电线的电阻率 铁的电阻率: ρ铁＝1.0×10－7（Ω·m） 铝的电阻率: ρ铝＝2.9×10－8（Ω·m） 铜的电阻率: ρ铜＝1.7×10－8（Ω·m） 银的电阻率: ρ银＝1.6×10－8（Ω·m）
I1
P输送 ~ U1
小结:输电线路示意图
I2
∆U、∆P I3= I2 I4
U2 P输送
用
U3
U4 户
n1 n2
功率关系： P输送 =U1I1=U2I2
∆P=I22R 电压关系：
∆U=I2 R线
n3 n4
P用=U3I3=U4I4
P输送=∆P+P用=I22R+P用
U2=I2R+U3