电能的输送_课件
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教学难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方
火力发电站
风力发电站
水力发电站
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广
城市
乡村
降输低电输模电型损中耗的电两压个问途题径
降低输电能耗的两个途径
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r。 在下图中导线的电阻集中画为一个电阻r
则输电线上的功率损失
降低输电能耗的两个途径
降低输电损耗的途径是什么？
减少输电线的电阻
由
可知：
可减少功率损失
减少输电线的电流
降低输电能耗的两个途径
若采用减小导线电阻的方法，在输电电流一定的情况下，应采用什么措施？
（2）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
（3）两个升变压压变器压的器匝数比各应等于多少降？压变压器
一个电厂与一批用户的“一对一 ”的供电方式具有产能浪费的巨 大缺陷
实际中世界各国都是通过全国性 或地区性的输电网络来进行供电
理解发电厂发出的电压和用户获得电压的关系 理解在不同功率下，在传输过程中损耗的电压不同 理解在同样功率下，导线电阻越小，电压越高，损耗电压越小
降输低电输模电型损中耗的功两率个问途题径
复习发电站-导线-用户的模型 研究发电功率、导线损耗功率和用户获得功率的关系 研究减小损耗功率的方法
电能的输送
发电站
远距离输送电能，要用到变压器来进行升压和变压处理 下面我们具体看一下远距离输电中的升压变压过程
更具体的远距离输电模型
了解先升压、再降压的远距离输电模型 理解模型中电压和电流的计算方法 理解模型中功率由用户决定的特点
交流高压输电的基本环节
发电站
升压变电器 用户
高压输电线 降压变电器
远距离输电
远距离输电过程示意图
由电功率一定
，提高输电电压U，可减小输电电流
降低输电能耗的两个途径
减小导线电阻和减小导线中电流这两种方法，你认为哪个途径对于降低输电 线路的损耗更为有效？
输电线上的功率损失
I一定的情况下，r减为原来的一半
∆P减小为原来的一半
r一定的情况下，I减为原来的一半
∆P减小为原来的四分之一
降低输送电能损耗的方法是减小导线中的电流，即提高输电电压
可知
①减少输电线的长度L
缩短距离，不可能
②增加导线的横截面积S
多种困难
③减少材料的电阻率ρ
选用导电性能好的材 料（一般用铜或铝）
实际是由多股导线绞合而成。 中心是钢线，机械强度大； 周围是铝线，电阻小，重量轻
降低输电能耗的两个途径
若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？（在保证用户电 功率的前提下）
高压输电
输送功率
输送距离
送电电压
送电方式
100KW以下 几百米以内
220V
低压送电
几千千瓦 ～几万千瓦
几十千米 ～上百千米
35kV或者110kV 高压送电
10万千瓦以上 几百千米以上 220kV或更高
我国目前采用的远距离输电方式 110kV 220kV 330Hale Waihona Puke BaiduV 500kV
超高压送电
高压输电
是不是输电电压越高越好？为什么？
远距离输电
简单的远距离输电电路图
升压变压器
降压变压器
远距离输电中的等量关系
功率关系： 电压关系： 电流关系：
远距离输电中的等量关系
在高压输电过程中的电压、功率损耗
输电电流： 输电线上电压损耗： 功率损耗:
问题与练习
某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压 器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降 为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW） 。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？
远距离
用户(负载）
能源丰富 有利开发
能源缺乏 用电量大
输送电能的基本要求是：
电能输送的优点：方便、节约
可靠:保证供电线路可靠地工作，少有故障
保质:保证电能的质量（电压和频率稳定）
经济:输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少
电能的输送
为什么输电线上有电能损失？ 由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q， 损失一部分电能，同时损失一部分电压
正确的推导 :
，
, 得到
要减小功率损失 ,就应当用高压送电和减小输电线的电阻r
问题与练习
从发电站输出的功率为200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV 两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。 当U=110V时， 当U=110kV时，
问题与练习
如果用220V和11kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上的功率损失、 导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比。
电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高 电压越高，对变压器的要求也相应提高 实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小，距离 的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压
问题与练习
输送4800kV的电功率，采用110kV高压输电，输电导线中的电流是多少？如 果用110V电压输电，输电导线中的电流是多少？（不考虑电感和电容的影响 ，我们在初中时曾经做过类似的题目，那时是用直流的知识来处理的。在纯 电阻的交流电路中，同样有U=IR和P=UI，想想看，这里的U和I的含意与初 中有什么不同？） 当U=110kV时，导线中的电流I=43.6A
精品 课件
高中物理选择性必修2 第三章 交变电流
电能的输送
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
了解从变电站到用户的输电过程。知道远距离输电时应用高电压的道理
引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得 一定的成就感
教学重点
找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可 减少功率与电压损失
当U=110V时，导线中的电流
问题与练习
以下是一段关于输电线损失功率的推导。
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率。
设输电电压为U，则功率损失为
，而U=Ir，得到
，
可知，要减小功率损失则功率损失 ，就应当用低压送电和增大输电线的电阻r
这段推导错在哪里?
公式
和U=Ir都是错误的，U是输电电压，而非输电线上的电压
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方
火力发电站
风力发电站
水力发电站
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广
城市
乡村
降输低电输模电型损中耗的电两压个问途题径
降低输电能耗的两个途径
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r。 在下图中导线的电阻集中画为一个电阻r
则输电线上的功率损失
降低输电能耗的两个途径
降低输电损耗的途径是什么？
减少输电线的电阻
由
可知：
可减少功率损失
减少输电线的电流
降低输电能耗的两个途径
若采用减小导线电阻的方法，在输电电流一定的情况下，应采用什么措施？
（2）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
（3）两个升变压压变器压的器匝数比各应等于多少降？压变压器
一个电厂与一批用户的“一对一 ”的供电方式具有产能浪费的巨 大缺陷
实际中世界各国都是通过全国性 或地区性的输电网络来进行供电
理解发电厂发出的电压和用户获得电压的关系 理解在不同功率下，在传输过程中损耗的电压不同 理解在同样功率下，导线电阻越小，电压越高，损耗电压越小
降输低电输模电型损中耗的功两率个问途题径
复习发电站-导线-用户的模型 研究发电功率、导线损耗功率和用户获得功率的关系 研究减小损耗功率的方法
电能的输送
发电站
远距离输送电能，要用到变压器来进行升压和变压处理 下面我们具体看一下远距离输电中的升压变压过程
更具体的远距离输电模型
了解先升压、再降压的远距离输电模型 理解模型中电压和电流的计算方法 理解模型中功率由用户决定的特点
交流高压输电的基本环节
发电站
升压变电器 用户
高压输电线 降压变电器
远距离输电
远距离输电过程示意图
由电功率一定
，提高输电电压U，可减小输电电流
降低输电能耗的两个途径
减小导线电阻和减小导线中电流这两种方法，你认为哪个途径对于降低输电 线路的损耗更为有效？
输电线上的功率损失
I一定的情况下，r减为原来的一半
∆P减小为原来的一半
r一定的情况下，I减为原来的一半
∆P减小为原来的四分之一
降低输送电能损耗的方法是减小导线中的电流，即提高输电电压
可知
①减少输电线的长度L
缩短距离，不可能
②增加导线的横截面积S
多种困难
③减少材料的电阻率ρ
选用导电性能好的材 料（一般用铜或铝）
实际是由多股导线绞合而成。 中心是钢线，机械强度大； 周围是铝线，电阻小，重量轻
降低输电能耗的两个途径
若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？（在保证用户电 功率的前提下）
高压输电
输送功率
输送距离
送电电压
送电方式
100KW以下 几百米以内
220V
低压送电
几千千瓦 ～几万千瓦
几十千米 ～上百千米
35kV或者110kV 高压送电
10万千瓦以上 几百千米以上 220kV或更高
我国目前采用的远距离输电方式 110kV 220kV 330Hale Waihona Puke BaiduV 500kV
超高压送电
高压输电
是不是输电电压越高越好？为什么？
远距离输电
简单的远距离输电电路图
升压变压器
降压变压器
远距离输电中的等量关系
功率关系： 电压关系： 电流关系：
远距离输电中的等量关系
在高压输电过程中的电压、功率损耗
输电电流： 输电线上电压损耗： 功率损耗:
问题与练习
某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压 器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降 为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW） 。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？
远距离
用户(负载）
能源丰富 有利开发
能源缺乏 用电量大
输送电能的基本要求是：
电能输送的优点：方便、节约
可靠:保证供电线路可靠地工作，少有故障
保质:保证电能的质量（电压和频率稳定）
经济:输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少
电能的输送
为什么输电线上有电能损失？ 由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q， 损失一部分电能，同时损失一部分电压
正确的推导 :
，
, 得到
要减小功率损失 ,就应当用高压送电和减小输电线的电阻r
问题与练习
从发电站输出的功率为200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV 两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。 当U=110V时， 当U=110kV时，
问题与练习
如果用220V和11kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上的功率损失、 导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比。
电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高 电压越高，对变压器的要求也相应提高 实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小，距离 的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压
问题与练习
输送4800kV的电功率，采用110kV高压输电，输电导线中的电流是多少？如 果用110V电压输电，输电导线中的电流是多少？（不考虑电感和电容的影响 ，我们在初中时曾经做过类似的题目，那时是用直流的知识来处理的。在纯 电阻的交流电路中，同样有U=IR和P=UI，想想看，这里的U和I的含意与初 中有什么不同？） 当U=110kV时，导线中的电流I=43.6A
精品 课件
高中物理选择性必修2 第三章 交变电流
电能的输送
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
了解从变电站到用户的输电过程。知道远距离输电时应用高电压的道理
引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得 一定的成就感
教学重点
找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可 减少功率与电压损失
当U=110V时，导线中的电流
问题与练习
以下是一段关于输电线损失功率的推导。
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率。
设输电电压为U，则功率损失为
，而U=Ir，得到
，
可知，要减小功率损失则功率损失 ，就应当用低压送电和增大输电线的电阻r
这段推导错在哪里?
公式
和U=Ir都是错误的，U是输电电压，而非输电线上的电压