高中物理 2.7 远距离输电课件 粤教版选修3-2

C．据公式 P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为 原来的 1/400
D．据公式 P＝U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增 大为原来的 400 倍
解析：在输电功率 P 一定时，输电线上的电流由公式 I＝ P/U 决定．当 P、R 一定时，输电线上的功率损耗由公式 P 损＝ I2R＝UP2R 决定．
降压变压器次级的输出电压和电流： U4＝nn43U3＝219.6 V，I4＝nn34I3＝200 A 用户得到的功率：P4＝U4I4＝43.92 kW (3)若不采用高压输电，线路损失电压为： U′R＝I1R＝40 V 用户得到的电压：U′＝U1－U′R＝180 V 用户得到的功率为：P′＝U′I1＝36 kW. 答案：见解析
【例题】输电导线的电阻为 R，输送电功率为 P.现分别用 U1
和 U2 两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )
A．U1∶U2
B．U21∶U22
C．U22∶U21
D．U2∶U1
解析：由 P＝UI 得输电线中的电流 I＝P/U，输电线上损失
的功率 P 损＝I2R＝UP2R＝PU2R2 ，即在输送功率和输电线电阻不变
答案：AC
题型1 远距离输电问题的分析与计算
【例题】水电站给远处山村送电的输出功率是 100 kW，用 2 000 V 电压输电，线路上损失的功率是 2.5×104 W，如果改用 20 000 V 高压输电，线路上损失的功率是多少？
解析：因 P＝UI，所以用 2 000 V 送电， 电流为 I1＝UP1＝1020000000 A＝50 A
(1)输电线上的电压损耗 U 损＝ U2－U3＝I2R＝UP12ρ2SL∝U12S，输 电线上的电功率损耗为 P 损＝P2－P3＝ U 损 I2＝ I22R＝UP122·ρ2SL ∝ 压U变122压S，器其间中的U距2 是离输．电输电电压效、率S为是η输＝电P1导－P1线P损的＝截1－面UP积122R、L 是升降
的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，故 P 损 1∶P 损
2 ＝U22∶U21，选项 C 正确． 答案：C
【例题】发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 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，经输电线路后，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)画出全过程的线路图． (2)求用户得到的电压和功率． (3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电 压．
解析：(1)线路图如图 2－4 所示：
图 2－4 (2)升压变压器次级的输出电压：U2＝nn21U1＝2 200 V 升压变压器次级输出电流：I2＝nn12I1
升压变压器初级输入电流，由 P＝U1I1 得： I1＝UP1＝442×21003A＝200 A 所以 I2＝nn12I1＝110×200 A＝20 A 输电线路上的电压损失和功率损失分别为： UR＝I2R＝4 V，PR＝I22R＝0.08 kW 加到降压变压器初级上的输入电流和电压： I3＝I2＝20 A，U3＝U2－UR＝2 196 V
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．
②减小输电电流，因 I＝P/U，在输送电功率 P 不变的前提 下，若将输电电压提高到 n 倍，则输电线上电压损耗将减小到 原来的 1/n，这是常采用的方法，也是远距离高压输电的原因．
2．输电线上电功率的损耗 (1)输电线上电功率的损耗_P__损_＝__P_2－__P__3＝__I_22_R_＝__U__损_I_2 ，其主 要原因是由于输电导线存在电阻，电流通过输电导线时，在输
1．(双选)某发电厂原来用 11 kV 的交流电压输电，后来改 用升压变压器将电压升高到 220 kV 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 I＝P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来 的 1/20
B．据公式 I＝U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来 的 20 倍
设输电线上的电阻为 R，输电线上损失的功率 P1＝I21R＝2 500 R
改用 20 000 V 高压送电时的送电电流 I2＝UP2＝12000000000 A＝5 A 此时输电线上损失的功率 P2＝I22R＝25 R 由 P1＝2.5×104 W 得 P2＝2.5×102 W.
电线上发热造成的．
(2)减小输电线上电功率损耗的方法：通过减小电阻来减小输 电线上电功率损耗的方法是有限的，因而减小输电线上电功率损 耗的方法也是提高输电电压．由公式 P＝I2R＝UP2R 知，若将输 电电压提高到 n 倍，则输电线上电功率损耗将减小到原来的
(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．
知识点2 为什么要用高压输电 1．输电线上电压的损耗 (1)输电线上电压的损耗_U__损__＝__U_2_－__U_3_＝__I_2R__，其主要原因 是由于输电导线存在电阻，电流通过输电导线时，在输电线上 产生的电压降造成的． (2)减小输电线上电压损耗的方法： ①减小输电线路的电阻，除选用铜或铝作输电导线外，若 要减小输电线路的电阻，势必要增大输电导线的横截面积，由 此会导致输电导线过重、成本过高等不利后果，故不常采用；