高二物理选修3-2电能的输送
人教版高中物理选修(3-2)第5章第6讲《电能的输送》ppt课件
(1)一昼夜输送电能E=Pt=12 000度 终点得到的电能E′=7 200度
(2) P 损=PU2·R 线∝U12, 现在要求 P 损′=P·2%=10 kW,
η = E′/ E =60% P损=4800KW损=I2R线
原来 P 损=2 200 kW, 计算可得输电电压应调节为 U′=22.4 kV.
课堂讲义
电能的输送
一、降低输电损耗的两个途径 1.输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算:设输电电流为I,输电线电阻为R线,则输电线上的功 率损失为Δ P=I2R线
(2)减小输电线上功率损失的方法. ①减小输电线的电阻 R 线:由 R 线=ρLS得,要减小 R 线,在 L 保持 不变的情况下,可以减小 ρ,增大 S. ②减小输电电流 I:由 P=UI 得,在输送功率一定的情况下,提 高输电电压,即可减小输电电流.
(3)处理远距离输电问题.
首先要画出输电线路示意图,并将已知量和待求量写在电路图的相 应位置.
其次解题时要抓“两头”——电源、用电器.要注意“中间一条 线”——输电线,以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回 路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来, 利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.
一、降低输电损耗的两个途径
1.故障 电压 频率 电能
2.I2R线 电阻率小
增加
电流 提高
二、电网供电
1.升压变压器 3.运输成本
降压变压器
质量
可靠
想一想 在图中,甲同学说U2=I2R线,乙同学说 P2=I22R线.他们的说法对吗?正确关系是什么?
答案 都不对,I2R 线是输电线上损失的电压,I22R 线是输电线上 损失的功率,正确关系是 U2=I2R 线+U3,P2=I22R 线+P3.
人教版高中物理选修3-2 5.5电能的输送课件(共16张PPT)
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,同时输电线上有电压降,
故又损失一部分电压.
P损 I 2r
功率损失:
P损 I 2r
减小功率 损失方法
减小R线
r l
S
1.减小输电距离L 不行
2.减小电阻率ρ 铝铜导线 3.增大导线的横截面面积S
不理想
减小电流I P=UI 提高输电电压U
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
我国常用的远距离输电采用的电压有: 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV高压输电。目前世界 上正在试验1150kV的超高压输电。
是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,会增加绝缘难度,提高架 线费用,还容易引起输电线路向大气放电,增加能量损失。实际输送电能 时,要综合考虑,如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等, 要依照不同情况选择合适的输电电压。
(5)工作原理:互感现象
电能---磁场能---电能的转换
变压器的工作原理
1. 变压器的工作原理: 是利用电磁感应原理工作的.因 此变压器只能改变交流电压,而不能改变恒定电压. 注意:变压器的原线圈如果接的是干电池、蓄电池或 匀速切割的导体棒时,副线圈两端的电压为零。 2.几个关系式
• 电压关系: U1 n1 U2 n2
I2
n2
R
发电厂 能源丰富,有利开发
远距离
用户(负载) 能源缺乏,用电量大
一、电能的输送
• 1、优点:电能便于远距离输送 • 2、输送电能的基本要求:
可靠: 少有故障 保质:电压、频率稳定 经济:输电成本低
人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)
解析:设输送功率为P,输电电压U1=220 V时,损失功率 ΔP1=20%P
又因为ΔP1=I12R线,I1=UP1 解得ΔP1=UP122R线 现要求ΔP2=5%P,同理ΔP2=UP222R线 因此可得ΔΔPP12=250%%=UU2122 所以U2=2U1=440 V.
答案:440 V
要点二 电网供电 1.远距离输电 (1)基本原理:远距离输电的基本电路如图所示. 在发电站内用 8 ____升__压____变压器 9 __升__压______,然后进行 远距离输电,在用电区域通过 10 __降__压______变压器降压降到所 需的电压.
解析:选D 根据理想变压器电流和匝数的关系可知,升压
变压器中原、副线圈中的电流与匝数成反比,
I1 I2
=
n2 n1
,A选项错
误;输电线路上存在电压损失ΔU,U2=U3+ΔU=U3+I2r,B选
项错误;输电线路上存在功率损失,U1I1=U4I4+I22r,C选项错
误;理想变压器的输出功率等于输入功率,U1I1=U2I2,D选项
压变压器原、副线圈的匝数分
别为n1、n2,电压分别为U1、 U2,电流分别为I1、I2,降压变压器原、副线圈的匝数分别为 n3、n4,电压分别为U3、U4,电流分别为I3、I4(变压器均为理想 变压器),当用电器正常工作时,下列关系式正确的是( )
A.II12=nn21 C.U1I1=U4I4
B.U3=U2 D.U1I1=U2I2
如果远距离输电的电功率P不变,输电电压为U,输电导线
电阻为R线,则输电导线上发热损失的功率P损=I2R线=
P2 U2
R线,因
此输电电压若提高到nU,则P损将减为原来的n12.
5.降低输电损耗的两个途径 要减少输电线路上的功率损失,由公式P损=I2R线知,必须 减小输电线电阻或减小输电电流. (1)要减小电阻,从R=ρSl 看,在输电距离一定的情况下,可 以增大导线的 5 __横__截__面__积__,但过粗的导线会耗费太多的金属材 料,同时也给铺设线路带来困难;还可以选用 6 __电__阻__率____较小 的导体.
人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件
解:1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时,I1=200A;当U2=50KV时, I2=20A 2、由P损=I2R线, 当U=5KV时, P损1=(200)2×10=400KW 当U=50KV时, P损2=(20)2×10=4KW
思考: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? 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压, 少数线路已经采用550KV 思考:是不是输电电压越高越好?为什么? 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。 说明:一般大型发电机组发电电压是10KV左右,要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区,又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1.发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为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 功率可表示为: A.U12/R B.(U1-U2)2/R C .I 2R D.(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
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:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时,由于电流的热效应, 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算:P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法: 由热功率计算公式可看出 (1)减小输电线的电阻 (2)减小输送的电流
人教版高二物理选修3-2课件:5.5电能的输送(共43张PPT)
I3
r线
P3
U 3 n3
I4
P4
n4 U 4
R用
升压变压器
P=I2r 降压变压器
第17第页1共7页67 页
名师一号P52-P53
例3、巩固练习3
第18第页1共8页67 页
三、有关高压输电中的定量计算
例3:有一台内阻1 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如下图所示.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R=4 Ω.全校共22个 班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光.则:
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
3)、电流关系:
I1 I2
n2,I3 n1 I4
n n3 4,I2Ir
I3
第16第页1共6页67 页
二、远距离输电的问题:
3、方法:“中间开花两头结果”。
I1
P1
F U 1 n1
I2
P2
巩固练习3:发电机的端电压为220 V,输出的电功率为44 kW,输电线电阻为0.2 Ω, 如果直接向用户供电,求用户得到的电压和电功率各是多少?如果发电站用匝数 比为1:10的变压器将电压升高,经过同样的输电线后再用匝数比为10:1的变压器 将电压降低供给用户,用户得到的电压和电功率各是多少?
有P损
1 U2
则有U2 P损1 P损1 / P 20% 2.
U1
P损2
P损2 / P
5%
所求输送电压U2 2U1 440 V.
高中物理选修3-2电能的输送知识点及题型总结练习复习
高中物理选修3-2第14讲电能的输送一、输电电路的基本分析1、如图所示,发电站的输出电功率为P,输出电压为U,用户得到的电功率为P′,电压为U′,则输电电流为I=PU =U−U′R线=U线R线。
2、输电导线损失的电压:U线=U−U′=IR线。
3、输电导线上损失的电功率∆P=P−P′=I2R线=(PU )2R线=(U线)2R线。
4、减少电能损失的基本途径:根据公式∆P=I2R线=(PU )2R线。
可知有两个基本途径:①减小输电线电阻,如加大输电导线的横截面积,采用电阻率小的材料等;②高压输电,在输送功率一定的条件下,提高电压,减小输送电流。
二、远距离高压输电问题的分析1、远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)(1)功率关系P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3(2)电压、电流关系U1 U2=n1n2=I2I1,U3U4=n3n4=I4I3;U2=U线+U3,I2=I3=I线(3)输电电流:I线=P2U2=P3U3=U2−U3R线(4)输电导线上损失的电功率P线=U线I线=I线2R线=(P2U2)2R线2、关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类:①发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析;②从中间突破,即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流,也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流,再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题。
三、理清三个回路如图所示,为远距离输电的简化电路原理图,可划分为以下三个回路。
1、回路1:由发电机和输电线路的升压变压器的原线圈1组成,称为发电机电路(或输入电路)。
在这个电路中,发电机使电源,线圈1相当于用电器,导线的直流电阻可以忽略。
通过线圈1中的电流I1等于发电机中的电流I机,线圈1两端的电压U1等于发电机两端的电压U机,线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P 机,即I1=I机,U1=U机,P1=P机。
2、回路2:由输电线路的升压变压器的副线圈2和降压变压器的原线圈3组成,称为输送电路。
人教版高中物理选修3-2课件: 5.5 电能的输送 (共37张PPT)
在没有的情况下穿行于城市各条街道。警察、消防人员和紧急情观处理人 员在这次危机中表现因之一是他们为应对突发事件做了全面准备。
P2 U2
带入数据得: 200000 110
1818.18A
电压损失为: U损 = I2 r = 1818.18×0.05 =90.91V
同理:用11KV电压输电,此时电路中的电流:
I2 18.18A U损 0.91V
4、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 的横面积之比。
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。
高压输电
目前我国常用的远距离输电采用的电压有:110 kV、220 kV、330 kV,输电干线已经采用500kV高压, 西北电网的电压甚至达到750kV。
是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,会 增加绝缘难度,提高架线费用,还容易引起输电线路 向大气放电,增加能量损失。实际输送电能时,要综 合考虑,如输送功率的大小、距离的远近、技术和经 济要求等,要依照不同情况选择合适的输电电压。
②减小输电线的长度L不可行,输电距离一定。
③增加导线的横截面积S,可适当增大横截面积。但是要增大 导线的截面积,就要多耗费金属材料,这不但使造价提高,而 且会使金属导线太重,既不经济又架设困难。
2、减小导线中的输电电流 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。
三、电网供电
四、输电线路中的参量关系
人教版高中物理选修3-2第五章5.5《电能的输送》PPT课件 (共22张PPT)
● 目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV
和330kV, 在少数地区已开始采用500kV的超高压送电,
西北电网达到750kV。
。●●
目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。 大型发电机发出的电压,等级有 10.5kV、13.8kV、
15.75kV、18.0kV。
是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,建设费 用越高。
输电线上的电压损失,除了与输电线的电阻有关,还与 感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较 大时,电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
小结
作出示意图
发电机的端电压为220 V,输出功
1.输送功率为100kW 以下, 距离为几百米以内,一
般采用220V 的电压送电 。这就是通常用的 低压线路。
2.输送功率为几千kW 到 几万kW,距离为几十km到 上百km, 一般采用35kV 或110kV 的电压送电。这就是
所谓 高压输 电。
3.如果输送功率为10 万kW 以上,距离为几百km,就
高中物理 选修3-2 第五章
5. 电能的输送
输电线 r
电
源 U送
用 户
输电线
电能在输送过程中存在电能的损耗
1.电能损耗主要损耗在哪里
输电线上电阻的热损耗
导线不光滑造成的尖端放电也会产生电能损耗,但是相对来讲这种 损耗较小,一般不计
2、降低输电损耗的途径是什么?
由ΔP=I2r可知:
减小输电线的电阻 减少输电线的电流
2.功率关系 P1=P2,P3=P4,P2=P 线+P3 3.电压、电流关系 UU12=nn12=II21,UU34=nn34=II43 U2=U 线+U3,I2=I3=I 线. 4.输电电流:I 线=UP22=UP33=U2R-线U3. 5.输电导线上损耗的电功率:P 线=I 线 U 线=I2线R 线,P 线=UP222R 线.
物理选修3-2人教版 5.5电能的输送 (共32张PPT)[优秀课件资料]
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∴n1/n2 =U 1/U2 =350 / 2800=1 /8
U3=U2 -U r=2660V
U4 =220V
n3/n4 =U 3/U4 =2660 / 220 ≈ 12 /1
例5、 学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,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=4Ω , 全 校 22 个 教 室 , 每 个 教 室 用 “ 220V , 40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则:⑴发电机的输出功率多大?⑵发电机的电
输电线上的电流
2
降压变压器上: U3=4U4=880V
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V 输电线上的电压损失为:UR=IRR=24V
因此升压变压器的输出电压为 U2=UR+U3=904V,
输入电压为U1=U2/4=226V,
所以发电机输出功率为 P出=U1I1=5424W
输入电流为I1=4I2=24A, ⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W
U1=5000(v)
P1=107(W) Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)
I22=Pr/r=4×105/160
I2=2×102/4=50(A)
U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2× 105(V) n1/n2=U1/U2=5 ×103/ 2×105=1/40
UU3r==UI22r-U=8r000(V)
人教版高中物理选修3-2课件高二:第五章5电能的输送
解:(1)由损耗功率公式 ΔP=UR2,有 ΔP=3860ΩV2=2.407×104 W. (2)设用户端的电压为 U2,由于 U1∶U2=n1∶n2=22∶1, 所以 U2=U221=502020 V=227 V.
3.交流发电机向理想变压器提供 u=220 2 sin 100πt V 的交变 电压,升压变压器原、副线圈匝数之比为 1∶10,远距离输电导线总 电阻为 10 Ω,输送功率为 10 kW, 求输电导线上损失的功率.
解:由 u=220 2 sin 100πt V 得理想变压器输入电压为 U1= 220 V
图 5-5-2
输电线上损失功率为 P 线=I2线R 线,而 P 线=P 出·2%,所以 I 线= P出R·2线%=5 A,
因为 I2=I 线=5 A,I1=PU出1=100 A 所以升压变压器 T1 原、副线圈的匝数比为nn12=II12=210
1.(2010 年浙江卷)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( B )
知识点 3 远距离高压输电基本关系(图 5-5-1)
图 5-5-1 1.功率关系 P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3.
2.电压、电流关系 UU12=nn12=II21,UU34=nn34=II34. U2=U 线+U3,I2=I3=I 线. 3.输电电流:I 线=UP22=UP33=U2R-线U3. 4.输电导线上损耗的电功率 ΔP=I 线 U 线=I2线R 线,ΔP=UP222R 线.
人教版高中物理选修3-2 课件5.5 电能的输送(公开课用)
2 1
B、 (U1 U 2 ) R
2
C、 I
2
R
D、 I (U1 U 2 )
随堂练习
2、某交流发电机输出功率为5×105 W, 输出电压为1.0×103 V,假如输电线的总电 阻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380 V
(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号) I2 I1 I3 I4
二、输电线上的功率损失
途径二:减小输电线中的电流
思考讨论
为了减小输电电流,是应该增大输
电电压,还是减小输电电压?
二、输电线上的功率损失
一座小型发电站输出的功率为10kw,输出电 压400V,输电线的总电阻为10Ω ,求: (1)输电线中的电流? (1)25A
(2)输电线损失的功率? 用户得到的功率?
(2)输电线损失的功率? 用户得到的功率?
r
(2)62.5W
9937.5W
用 户
电 源
U送
输电线
二、输电线上的功率损失
两种途径对比 途径一:
在
途径二:在电
电流I一定的
情况下,电
阻r一定的情
阻减半,则
线路上的损
1/2 耗变为——
P损=I2r
况下,电流 减半,则线 路上的损耗
1/4 变为——
二、输电线上的功率损失 通过比较可知,减少输电电流对减少损耗更有效,因此现代 远距离输电的电压都很高。我国常用的远距离输电采用的电 压有110 kV、220 kV、330 kV,输电干线采用500 kV的超高
P3 U3
I4
用 户
P4 U4
n2
n3
n4
升压变压器 功率关系: P1=P2 P2= ∆P+P3
高中物理 第5章第5节《电能的输送》新人教版选修3-2
解析:由 P=UI 得输电线中的电流 I=UP.输电线中损
失的功率 P 损=I2R=UP2R=PU2R2 .即在输送功率和输电线电阻
不变的情况下,损失的功率与输电电压的平方成反比.所以
P 损 1∶P 损 2=U22∶U21. 答案:C
基础巩固
1.如下图所示,为远距离高压输电的示意图.关于远 距离输电,下列表述正确的是( )
所以输电线上的功率损失可表示为 P 损=(UP)2·ρLS.
5.减少损耗的方法 据 P 损=I2R 可知,减小输电线路上功率损失的方法主要 有两种:
(1)减小输电线的电阻 R,据 R=ρ·LS ①减小输电线长度 L:由于输电距离一定,所以在实际 中不可能用减小 L 来减小 R. ②减小电阻率 ρ:目前一般用电阻率较小的铜或铝作导 线材料.
说明:由于发电机本身的输出电压不可能很高,所以采 用高压输电时,在发电站内需用升压变压器升压后再由输电 线输出,到用电区再用降压变压器降到所需的电压.
2.输电线路上的电压损失
输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产 生电势降落,致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低, 这就是输电线路上的电压损失ΔU=U2-U3对于交流输电线 路来说,造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗.其 中电阻造成的电压损失ΔU=IR.
电电压U.
4.损失电能的分析 任何输电线都有电阻,因此当电能通过输电线送向
远方时,电流流过输电线,因输电线有电阻而发热,从而损 失电功率.
设输电电流为 I,输电线电阻为 R,则输电线上的功率损 失 P 损=I2·R
设输送电功率为 P,输电电压为 U,输电线的总长度为 L,横截面积为 S,电阻率为 ρ,则输电电流 I=UP,输电线电 阻为 R=ρLS.
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为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能远距离的输送问题.即:
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:是指保证电能的质量,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
符号) I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
3、某交流发电机输出功率为5×105 W, 输出电压为1.0×103 V,假如输电线的总 电阻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380 V
(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的 匝数比是多少?(使用的是理想变压器)
【远距离输电面临的问题】
“西电东送” ,我国东西部距离远达数千公里,输电 线上的电阻肯定很大,输电过程中的必然有损耗
输电线上的功率损失 输电线上的电压损失
一、输电线上的功率损失
输电线 r
源 电 U送
用 户
输电线
1、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,同时输 电线上有电压降,故又损失一部分电压.
220V输电,损失的功率为 22KV输电,损失的功率为
P ( P )2 R 4104W
U
P ( P )2 R 4W
U
总结:
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压 来实现。
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 P I 2r 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。
(2)输电导线上的功率损失;
60kW
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比;10:1
(4)用户得到的功率。
440kW
3、某交流发电机输出功率为5×105 W, 输出电压为1.0×103 V,假如输电线的总 电阻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380 V
(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的
S
减少输电线的电阻 减少输电线的电流
(1)减少输电线的长度L (2)增加线的横截面积S (3)减少材料的电阻率ρ
①减小材料的电阻率ρ.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.
②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距 离.
③增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太 粗不可能,既不经济又架设困难.
输 )
C、 I 2 R D、 I (U1 U2 )
三、电网供电
通过网状的输电线、变电站,将许多电 厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区 性的输电网络,这就是电网.
采用电网供电的优点: 可以在能源产地使用大容量发电机组,
降低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.
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,而且也能减小电压损失,但 在实际输送电能时,还需综合考虑各种因素,依 照不同的情况,选择合适的输电电压.
实际生活中的远距离输电
(2)减小输电线中的电流
2.在输电电流一定的情况下,如果线路的 电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率 减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下, 如果输电电流减为原来的1/100,线路上损 失的功率减为原来的1/?
1/100
1/10000
做一做:
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线输送 到远方的用户,用220V的电压输电,导线损失的功 率为多少?若改用22KV的电压输电,导线损失的功 率又为多少?
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压1变:1压0器 降压25变:压1器
输送电路的计算步骤
(1)画出供电示意图 (2)以变压器铁心为界,分出各个回路,
各回路可独立运用欧姆定律分析. (3)各回路间通过线圈匝数比与电压
比和电流比的关系,总功率不变等 联系.
P损 I 2R
二、输电线路上的电压损失
U输出
U U用
输电线电阻造成电压损失 U=Ir.
U = U输出 -U用
以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失
问:如何减少电能损失?P I RU=I r (1)减小导线电阻 (2)减小输电线中的电流
三、降低能耗的两个途径
(1)减小导线电阻
由电阻定律知 R L
③传输过程:
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
3、电流关系:
①升压变压器:
②降压变压器:
③传输过程:
4、输电导线上损耗的功率:
P损
I
2 线
R线
( P2 U2
)2 R线
P
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中 I1 U1
由 I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
I1
( P2 U2
)2 R线
输电线上
P
I
2 2
R线
用户得到的功率
P用户
P
P
P
I
R 2
2线
损失的电压 U I2 R
U3 U2 U
U4
n4 n3
U3
课堂练习
1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至 学校的输电线电阻为R,通过导线的电流
为电A线I、,学损U校耗R12输的入式B电子、中压(,为U1不URU2正,2下)2确列的4是个(计A算
发
电 机
U1
U2
U3
U4
用 电
器
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
1、功率关系: ①升压变压器: P1=P2 ②降压变压器:P3=P4
③传输过程:P2=Pr+P3
2、电压关系:
①升压变压器:
②降压变压器:
小结
课堂练习
2、一小型发电站通过升压,降压变压器 把电能输给用户.已知发电机的输出功率是 500kW,端电压为500V,升压变压器原、副线 圈的匝数比为1:5,两变压器间输电线的总电 阻为1.5Ω,降压变压器的输出电压为220V,不 计变压器的损耗.求:
(1)升压变压器的副线圈两端电压; 2500V
U用 U U 400V 250V 150V
练习: 输送10kw的电功率,采用400V的 电压输电,输电线的总电阻为10Ω,求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?
用户得到的电压? (1)25A 250V 150V
(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?
P损 I 2r 252 10W 6250 W
我国目前采用的远距离输电方式: 110kv 220kv 330kv 500kv
练习: 输送10kw的电功率,采用400V的 电压输电,输电线的总电阻为10Ω,求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压? 用户得到的电压?
I P 10 103 A 25 A U 400
U Ir 2510V 250V
P用 P P损 10000 W 6250W 3750W
练习: 输送10kw的电功率,采用400V的 电压输电,输电线的总电阻为10Ω,求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?
用户得到的电压?(1)25A 250V 150V
(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?
(2)6250W 3750W
(3)如果采用4000V电压输电,输电线损失 的功率?用户得到的功率?
(3) 62.5W 9937.5W
提高输电电压,
是减少电能损失的最有效的办法
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
高压输电线
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
远距离输电示意图
交流高压输电基本环节示意图