高中物理课件-5.5电能的输送
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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。
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．
四、高压输电
做一做：
从上述分析可知：为了减小输电线中的功率损失，在 输电过程中需要提高电压，减小输电电流，但大型发电机 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？你能设计一个 高压输电模型吗？
r
损失的电压：
U
I2R
n1P n2U1
r
U3
U2
U
n2U1 n1
n1P n2U1
r
U4
n4U 3 n3
n4 n3
( n2U1 n1
n1P n2U1
r)
课堂练习：
1.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
发电站
用户
交流高压输电的基本环节
探究与交流： 1.在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压 和电流关系如何？
I1
I2
P1
P2
I3
I4
r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
功率关系： 电压关系： 电流关系：
探究与交流：
2.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？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有 电阻，会有一部分电能转化为热能而损失掉。 若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为：
ΔP=I2r
讨论与交流：
2.降低输电损耗的途径是什么?
减少输电线的电阻
由ΔP=I2r可知：
降低输电线的电流
3.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?
课堂练习：
3.某小型水电站发电机输出的电功率为100kW， 输出电压250V，现准备向远处输电，所用输电线 的总电阻为8Ω，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)
阅读与思考： 1.常用的输电模式有几种？各是什么? 2.我国远距离输电采用的电压有哪几种? 低压输电：输电功率为100kW以下，距离为几百 米以内，一般采用220V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35kV或 110kV的电压输电。
由 R ρ可L知：
S
(1)减少输电线的长度L
钢线
(2)增加导线的横截面积S (3)减少材料的电阻率ρ
铝线
想一想：
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。
4.若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施?
5.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( )
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
课堂练习：
6.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( )
A.
因为热功率
P
U2 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=I2r，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。
D. 以上说法均不正确。
I1
P1 F U 1 n1
I2
P2 n2 U2
I3
r线 P3
U3 n3
I4
P4
n4 U4
R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
I1
P U1
由
I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上：
P
I
Βιβλιοθήκη Baidu
2 2
r
( n1 P )2 r n2 U 1
用户得到的功率：
P用户
P
P
P
(
n1 n2
P )2 U1
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220kV或更高的电压输电。
五、电网
电力系统中各种电压的变 电所及输配电线路组成的整体， 称为电力网，简称电网。它包 含变电、输电、配电三个单元。 电力网的任务是输送与分配电 能，改变电压。
采用电网供电的优点是什么? 可以在能源产地使用大容量发电机组，降低
二、电能输送的模型
思考：怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢?
r
电 源 U送
输电线 输电线
用 户
输送电压： 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。
三、降低输电损耗的两个途径
远距离大功率输电面临的困难是什么？
在输电线上有功率损失。 讨论与交流：
1.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？
由 P=IU 可知：
减小输送功率P；提高输电电压U
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。
讨论与交流：
5.哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？ 举例说明。
由ΔP=I2r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。
可表示为(
)
A.
U
2 1
R
C. I2R
B. (U1 U2 )2
R
D. I（U1-U2）
课堂练习：
2.某交流发电机输出功率为5×105W，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=380 V。 (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)
一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同 时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电 力供需平衡，保障供电质量。
课堂练习：
4.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( )
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。
课堂练习：
第5节 电能的输送
丰城九中 熊文杰
一、电能的输送 1.电能输送的优点： “方便和节约”是它突出的优点． 2.输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济。 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障
和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能
损耗小。
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．
四、高压输电
做一做：
从上述分析可知：为了减小输电线中的功率损失，在 输电过程中需要提高电压，减小输电电流，但大型发电机 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？你能设计一个 高压输电模型吗？
r
损失的电压：
U
I2R
n1P n2U1
r
U3
U2
U
n2U1 n1
n1P n2U1
r
U4
n4U 3 n3
n4 n3
( n2U1 n1
n1P n2U1
r)
课堂练习：
1.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
发电站
用户
交流高压输电的基本环节
探究与交流： 1.在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压 和电流关系如何？
I1
I2
P1
P2
I3
I4
r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
功率关系： 电压关系： 电流关系：
探究与交流：
2.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？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有 电阻，会有一部分电能转化为热能而损失掉。 若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为：
ΔP=I2r
讨论与交流：
2.降低输电损耗的途径是什么?
减少输电线的电阻
由ΔP=I2r可知：
降低输电线的电流
3.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?
课堂练习：
3.某小型水电站发电机输出的电功率为100kW， 输出电压250V，现准备向远处输电，所用输电线 的总电阻为8Ω，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)
阅读与思考： 1.常用的输电模式有几种？各是什么? 2.我国远距离输电采用的电压有哪几种? 低压输电：输电功率为100kW以下，距离为几百 米以内，一般采用220V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35kV或 110kV的电压输电。
由 R ρ可L知：
S
(1)减少输电线的长度L
钢线
(2)增加导线的横截面积S (3)减少材料的电阻率ρ
铝线
想一想：
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。
4.若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施?
5.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( )
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
课堂练习：
6.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( )
A.
因为热功率
P
U2 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=I2r，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。
D. 以上说法均不正确。
I1
P1 F U 1 n1
I2
P2 n2 U2
I3
r线 P3
U3 n3
I4
P4
n4 U4
R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
I1
P U1
由
I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上：
P
I
Βιβλιοθήκη Baidu
2 2
r
( n1 P )2 r n2 U 1
用户得到的功率：
P用户
P
P
P
(
n1 n2
P )2 U1
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220kV或更高的电压输电。
五、电网
电力系统中各种电压的变 电所及输配电线路组成的整体， 称为电力网，简称电网。它包 含变电、输电、配电三个单元。 电力网的任务是输送与分配电 能，改变电压。
采用电网供电的优点是什么? 可以在能源产地使用大容量发电机组，降低
二、电能输送的模型
思考：怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢?
r
电 源 U送
输电线 输电线
用 户
输送电压： 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。
三、降低输电损耗的两个途径
远距离大功率输电面临的困难是什么？
在输电线上有功率损失。 讨论与交流：
1.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？
由 P=IU 可知：
减小输送功率P；提高输电电压U
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。
讨论与交流：
5.哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？ 举例说明。
由ΔP=I2r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。
可表示为(
)
A.
U
2 1
R
C. I2R
B. (U1 U2 )2
R
D. I（U1-U2）
课堂练习：
2.某交流发电机输出功率为5×105W，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=380 V。 (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)
一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同 时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电 力供需平衡，保障供电质量。
课堂练习：
4.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( )
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。
课堂练习：
第5节 电能的输送
丰城九中 熊文杰
一、电能的输送 1.电能输送的优点： “方便和节约”是它突出的优点． 2.输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济。 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障
和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能
损耗小。