高二物理3.1高压输电原理
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2 4 2
，产生的热功率
7
I R (1.2510 ) 0.5W 810 W P损
所以：
7 P损 8 10 100% 100% 64% 8 P 1.25 10
啊！输电 线再长点 不就损耗 完了吗！
也就是说，在输送5km距离时，就有64%的电能被导线上的电阻损耗了。
（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。
（3）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
三，案例分析
课堂练习： P67 问题与练习 1-4
四，小结
1、远距离高压输电原因 2、减少输电电能损失途径 3. 区别输电线上的U线与U送 4、电网供电：网络化，国际化。经济、可靠、质量高
课后作业：
P67
问题与练习 1-4
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. 论证：设电源提供的电功率为P0恒定，输出电压U可调，连接负载的 输电线总电阻是R，那么,电线上损耗的电功率为: P损=I2R
而Байду номын сангаас
I
P 0 U
由此可得：输电线上损耗的电功率：P损
2 P0 R U2
高压输电 原理
思考①.输电线上的电能损耗与哪些因素有关？ 思考②：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为 原来的多少倍？ 理论计算：
请同学们计算案例一中，如果采用500kV的超高 压输电，那么，电流在5km的距离上将产生多少热功 率？输电距离为500km时，输电线路上产生的热功率 占发电机输出功率的百分比是多少？请自己对案例 二进行分析，解出答案（ P损=3.125×104w、 P损÷P×100%=0.025%)
三峡水力发电站
山东火力发电
新疆风力发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
3.1 高压输电原理
教学目标
知识与能力： • 了解为什么用高压输电。 • 知道减少远距输送电能损失的主要途径。 • 了解电网在能源利用上的作用，认识科学 技术对人类生活的深远影响。
一﹑远距离输送电能为什么要用高电压来输送？ 联系实际：电站往远处送电
由此可见，电能损耗的根本原因是输电线上有电阻，而且远距离输电 时，损失较大，必须设法减小输电线上的电能损耗。
原因2：必须减少电能的损耗。如何减少？（由P=I2 R 知）
途径一：减小输电线上的电阻（由电能损耗的根本原因知减小输电
线上的电阻来可降低损耗，如何减小 输电线上的电阻?
）
理论分析：由电阻定律知: ①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） 减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵， 电阻率较小的铜或铝作输电线. ②减小输电线的长度L; ③增加导线的横截面积S; 目前选用
原因1：输电线上有电能损失。
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， 当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同 时输电线上有电压降，故也损失一部分电压
理论计算：
案例1：一台1.25×105kW的发电机发出的电，若用10kV的电压输送， 输电线上的电流有多大？若两条输电线每千米的电阻是0.1Ω，那么电流 在1km长的两条输电线上将产生多少热功率？若以这种方式将电能输送 5km的距离，输电线上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？ 分析：在初中物理中我们已经学过电功率的公式P=UI，据此：由发 电机的输出功率和输送电压，即得输电线上的电流:
不可行，因为要保证输电距离 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？ 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 :
8 4 1.25 10 P I A 1.25 10 A U 1.0 104
这样大的电流，经过1km的输电线（电阻为0.1Ω），产生的热功 率为 2 P损 I2 R （1.25 104 ） 0.1W P损÷P=12.8% 7 1.6 10 W
在5km的距离上，输电线的电阻R′=0.5Ω
1 n
倍.
思考④：是不是输电电压越高越好？
不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输 电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适 的输电电压。
二 交流输配电网
1.电能的优点：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． 2.输送电能的基本要求：可靠、保质、经济． 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.
5km
10kv 500kv
64%, 5km
0.025%
思考③：为减小输电线上的电能损耗，采用怎样的办法最为有效？
理论计算分析证明： ★ 提高输送电能的电压，可以更有效地减小输电线路上的电能损耗， 这是远距离输电采用高电压的根本原因 ★ 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 2
8 4 I P 1.2510 A 1.25 10 A 4 1.0 10 U
由P损=I2R可得5 km电阻应:
R P损 1.25 107 0.08 I2 (1.25 104 ) 2
线长5km损耗由64% 降 到10%，电阻由0.5Ω 降到0.08Ω， R′÷R=0.5÷0.08=6.25
，产生的热功率
7
I R (1.2510 ) 0.5W 810 W P损
所以：
7 P损 8 10 100% 100% 64% 8 P 1.25 10
啊！输电 线再长点 不就损耗 完了吗！
也就是说，在输送5km距离时，就有64%的电能被导线上的电阻损耗了。
（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。
（3）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
三，案例分析
课堂练习： P67 问题与练习 1-4
四，小结
1、远距离高压输电原因 2、减少输电电能损失途径 3. 区别输电线上的U线与U送 4、电网供电：网络化，国际化。经济、可靠、质量高
课后作业：
P67
问题与练习 1-4
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. 论证：设电源提供的电功率为P0恒定，输出电压U可调，连接负载的 输电线总电阻是R，那么,电线上损耗的电功率为: P损=I2R
而Байду номын сангаас
I
P 0 U
由此可得：输电线上损耗的电功率：P损
2 P0 R U2
高压输电 原理
思考①.输电线上的电能损耗与哪些因素有关？ 思考②：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为 原来的多少倍？ 理论计算：
请同学们计算案例一中，如果采用500kV的超高 压输电，那么，电流在5km的距离上将产生多少热功 率？输电距离为500km时，输电线路上产生的热功率 占发电机输出功率的百分比是多少？请自己对案例 二进行分析，解出答案（ P损=3.125×104w、 P损÷P×100%=0.025%)
三峡水力发电站
山东火力发电
新疆风力发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
3.1 高压输电原理
教学目标
知识与能力： • 了解为什么用高压输电。 • 知道减少远距输送电能损失的主要途径。 • 了解电网在能源利用上的作用，认识科学 技术对人类生活的深远影响。
一﹑远距离输送电能为什么要用高电压来输送？ 联系实际：电站往远处送电
由此可见，电能损耗的根本原因是输电线上有电阻，而且远距离输电 时，损失较大，必须设法减小输电线上的电能损耗。
原因2：必须减少电能的损耗。如何减少？（由P=I2 R 知）
途径一：减小输电线上的电阻（由电能损耗的根本原因知减小输电
线上的电阻来可降低损耗，如何减小 输电线上的电阻?
）
理论分析：由电阻定律知: ①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） 减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵， 电阻率较小的铜或铝作输电线. ②减小输电线的长度L; ③增加导线的横截面积S; 目前选用
原因1：输电线上有电能损失。
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， 当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同 时输电线上有电压降，故也损失一部分电压
理论计算：
案例1：一台1.25×105kW的发电机发出的电，若用10kV的电压输送， 输电线上的电流有多大？若两条输电线每千米的电阻是0.1Ω，那么电流 在1km长的两条输电线上将产生多少热功率？若以这种方式将电能输送 5km的距离，输电线上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？ 分析：在初中物理中我们已经学过电功率的公式P=UI，据此：由发 电机的输出功率和输送电压，即得输电线上的电流:
不可行，因为要保证输电距离 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？ 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 :
8 4 1.25 10 P I A 1.25 10 A U 1.0 104
这样大的电流，经过1km的输电线（电阻为0.1Ω），产生的热功 率为 2 P损 I2 R （1.25 104 ） 0.1W P损÷P=12.8% 7 1.6 10 W
在5km的距离上，输电线的电阻R′=0.5Ω
1 n
倍.
思考④：是不是输电电压越高越好？
不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输 电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适 的输电电压。
二 交流输配电网
1.电能的优点：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． 2.输送电能的基本要求：可靠、保质、经济． 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.
5km
10kv 500kv
64%, 5km
0.025%
思考③：为减小输电线上的电能损耗，采用怎样的办法最为有效？
理论计算分析证明： ★ 提高输送电能的电压，可以更有效地减小输电线路上的电能损耗， 这是远距离输电采用高电压的根本原因 ★ 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 2
8 4 I P 1.2510 A 1.25 10 A 4 1.0 10 U
由P损=I2R可得5 km电阻应:
R P损 1.25 107 0.08 I2 (1.25 104 ) 2
线长5km损耗由64% 降 到10%，电阻由0.5Ω 降到0.08Ω， R′÷R=0.5÷0.08=6.25