(完整版)§5.5电能的输送

§5.5电能的输送

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【自主学习】

一、输送电能的基本要求

1.可靠：保证供电线路可靠的工作，少有故障。

2.保质:保证电能的质量——___________和__________稳定。

3.经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。

二、降低输电损耗的两个途径（参照课本45页）

问题一：怎样计算输电线路损失的功率？

问题二：在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？

问题三：通过对问题二的计算，你认为哪种途径对于降低输电线路中的损耗更为有效？

问题四：怎样计算用户消耗的功率P ？

问题五：在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？

【合作探究】

1．电压关系

（1）输电线路上的电压损失：

输电线始端电压2U 和末端电压3U 的差值是输电线路的电压损失U 损，即U 损= 。

(2)升压变压器原副线圈电压关系：1U :2U =

(3)降压变压器原副线圈电压关系:

2.电流关系

(1)升压变压器原副线圈中电流关系：1I :2I =

(3)降压变压器原副线圈中电流关系:

3.功率关系

4.如果远距离输电的电功率P 2不变，输电电压为U 2，导线电阻为r ，则导线上损失的功率P 损= r I 2 因此若输电电压提高n 倍，则P 损变为原来的 题型一：输电线路上的电压和电功率损失

例1：远距离输电，输电功率一定，当输电电压为0U 时，输电线上的电流为0I ，损失的电功率为0P .则当输电电压提高为20U 时（ ）

A. 由I=U/R 得，输电线上的电流变为20I

B.由I=P/U 得，输电线上的电流变为0I /2

C ．由P=2

U /R 得，输电线上损失的电功率为40P D.由P=IU 得，输电线上损失的电功率为20P 题型二：远距离输电的电路分析

例2：某校备用交流发电机的内阻为r ＝1 Ω，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 ＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的灯12盏。要求在应急情况下，每个教室只开6盏灯，各灯都正常发光，则：

(1)发电机的输出功率多大？（画出远距离输电示意图）

(2)发电机的电动势多大？

(3)输电线上损耗的电功率多大？

【方法技巧点拨】

电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律和串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。

【学后自测】

1．远距离输送一定功率的交变电流，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1/n

B ．功率损失是原来的1/2n

C ．电压损失是原来的1/n

D ．电压损失是原来的n 倍

2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时( )．

A ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小

B ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小

C ．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大

D ．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压

3.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3×106kW.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2.0×105A

B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV

C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW

D．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

4. 水电站向小山村输电，输送的电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300 V送电，则线路损失可降为( )

A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW

5.中国已投产运行的1000 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，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )

A.P

4

B.

P

2

C．2P D．4P

6．一台发电机最大输出功率为4000 kW，电压为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则

A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A

B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 V

C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1

D．有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光

7．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )．

A.n2

n1

＞

n3

n4

B.

n2

n1

＜

n3

n4

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

8.一台小型发电机的最大输出功率为P

1

=100 kW，输出电压

恒为U

1

=500 V，现用电阻率为ρ=1.8×10－8Ω·m，横截面积为s=10－5 m2的输电线向距离为L=4×103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，求：

(1)所用的理想升压变压器原副线圈的匝数比是多少？

(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？