高中物理 三、电能的输送

三、电能的输送

知识要点

1.输电功率P,输电电压U,输电电流I,则I=P/U.

2.输电线损P损=I2r=P2r/U2

3.减少线损的方法:提高输电压,减小输线电阻.

例1：在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损耗的功率: A. 随输电线电阻的增大而增大; B. 和输送电压的平方成正比; C. 和输送电线上电压降的平方成正比;

D. 和输电线上电流强度的平方成正比;

E. 和输送电压的平方成反比.

例2：某电源给用户输送电功率为P，输电导线的总电阻为R, 输电线上损失的功率是P'，则输电线上的电压降为___________，电源的端电压为_________.

注意：计算远距离送电有关线路损耗功率问题时，应注意不同公式中各物理量的对应性。例如P耗＝I2R线公式改为P耗＝U2／R线时，电压U指什么电压才无误？用升压变压器副线圈电压、或用降压变压器原线圈电压都是错误的，必须对应加在导线两端损耗的电压。

同理，P＝I2R的电流不能用升压变压器原线圈或降压变压器副线圈中的电流I1、I3，只能用通过输电导线上的电流。

练习题:

1.如图示.电路中输电线较长,所以导线的电阻不能忽略不计,若保持电源的电压不变,将电键K1、K2、K3逐个接通:A.电源的输出功率增加 B.每只灯消耗的电功率增大C.输电导线中消耗的电功率增大 D.每只灯消耗的电功率减小 E.导线中的输送功率增大.

2.一电站向某地输送一定功率的电能,输电线上损失的功率为100kW,若把输送电压提高为原来的10倍,同时将输电线的直径减为原来的一半,则输电线上损失的电功率为多少瓦?

3.某变电站用220V的电压送电,导线上损失的电功率是输出功率的20％, 若要使导线损失电功率是输出功率的5％,则输出的电压应为:___________伏特.

4.发电机的端电压为220V,输出功率8800W.输电线电阻为2欧,求(1).用户得到的电压和功率? (2).若用1:10的变压器先升压送至远方再用10:1 的变压器降压后用户使用,求用户得到的电压和功率?

5.有一理想变压器,原、副线圈的匝数比为100,原线圈所加电压为23kV副线圈通过总电阻为2Ω的供电导线向用户供电,用户用电器得的电压是220V,求供电导线上损耗的功率.

6.某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电.当发电厂输出的功率为P 0时,额定电压为U 的用电设备消耗的功率为P 1,若发电厂电一台升压变压器T 1先把电压升高,仍通过原来的输电线供电,到达用电设备所在地,再通过一台降压变压器T 2把电压降到用电设备的额定电压,供用电设备使用,如图所示.这样改动后,当发电厂输出的功率仍为P 0,用电设备可获得的功率增至P 2.试求所用升压变压器T 1的原线圈与副线圈的匝数比N 1/N 2以及降压变压器T 2的原线圈与副线圈的匝数比n 1/n 2各为多少?

7、一台发电机端电压为5000V ，输出功率104kW ，向400km 外的用户输电，输电线的电阻

率ρ＝1.7×10-8Ω/m ，横截面积S ＝0.85cm 2，输电导线上的电功率损失要求不超过输出功率

的4%，则在输电时，电压应升高到多少伏?所用的升压变压器的原、副线圈匝数比是多少?

8、如图所示,一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为500KW,端电

压为500V,升压变压器B 1的原副线圈的匝数比为1:5,两变压器间输电导线的总电阻为 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B1副线圈的端电压U 2.

（2）输电线上损失功率P.

9、发电站发电机端电压u ＝5000 2 sin314tV ，输出功率5000kW ，远距离输电线的电阻为80Ω，输电线上功率损耗要求下超过总功率的4%，则

(1)所用升压变压器的原、副线圈匝数比多大?

(2)到达用户区使用匝数比为192：1的降压变压器，对负载电阻为10Ω的用电器供电，最多可接这样的用电器几个?