新课标选修325.5电能的输送.ppt
《电能的输送》课件
耗。
智能电网技术的应用
智能调度系统
实现电网的实时监测、控制和调 度，提高电网运行效率和可靠性
。
分布式能源接入
支持可再生能源的接入和利用， 实现能源的优化配置和利用。
用户互动管理
实现用户与电网的双向互动，提 供更加个性化、智能化的电力服
务。
06
电能输送的未来发展
超导技术在电能输送中的应用
总结词
超导技术具有零电阻、低损耗的特性，能够 大幅提高电能输送的效率和稳定性。
如FACTS技术，对输电线路的电压、电流等进行实时控制，提高输 电稳定性。
降低电能输送损耗
加强输电线路的维护与保养
01
定期检查线路状况，及时修复和更换受损设备，减少因设备故
障引起的损耗。
合理规划电网布局
02
优化电网结构，减少输电距离和转供电环节，降低输电损耗。
采用无功补偿技术
03
在输电线路中安装无功补偿装置，提高功率因数，减少无功损
节潮流实现电能的分配。
配电站的建设应考虑供电可靠性、运行 灵活性和经济性等因素，合理规划配电
站的布局和规模。
05
电能输送的优化与改进
提高电能输送效率
优化输电线路设计
采用高导电性能的导线材料，减少线路阻抗，提高输电效率。
推广高压输电技术
高压输电能够降低电流，减少线路损耗，提高输电效率。
采用先进的控制技术
感谢您的观看
THANKS
变压器由铁芯、绕组和绝缘材 料组成，通过电磁感应原理实 现电压的变换。
变压器有油浸式和干式两种类 型，根据输电线路的电压等级 和容量选择合适的变压器。
输电线
输电线是电能输送的主要通道， 负责将电能从发电厂输送到目的
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
高中物理人教版选修32 5.5 电能的输送(共33张PPT)
r I2
nP22U2
I3
线 P3
U3n3
I4
P4
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
机械功率P=mgh/t=1000×4 × 9.8 ×5=1.96 ×105W
发电机的输出功率P1=0.5 ×P= 9.8×104W
∵线P路r=上I2 损2 r,耗的功率为P∴r=电4流90为0 IW2，=35A， U2 =P2/I2 =2800V, 线路上的电压为Ur=I2 r=140V，
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I22r=16(W)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
交流高压输电基本环节示意图
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
二、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I2=50(A)
I1=P1/U1=103
n1/n2=I2/I1=50/ 1000=1/20
(2) U2=n2U1/n1=105 U3=U2-Ur=105-50×80=96×103(v)
（2）使用变压器
I2
I3
I4
P´r=P0-P2=I22r=(P0/U2)2r
U1 U2
N1/N2=U1/U2
N1 U1 (P0 P2)
(P0-P1)/ (P0-P2)= I2r/ I32r
N2 U2 (P0 P1)
P1=I2R
P2=I42R
n1 I4 P2(P0 P1)
I2=P1/R=P1I42/P2 n2 I3 P1(P0 P2)
高中物理5.5电能的输送课件_ppt免费下载_新课标人教版_选修3-2
第五节电能的输送●教学目标一、知识目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程.2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失.3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失.4.理解远距离输电要用高压.二、技能目标培养学生阅读、分析、综合和应用能力.三、情感态度目标1.培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度.2.介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情.●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P与U损失.●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ΔU.●教学方法自学讨论法.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题二、新课教学1.输电线上的功率损失输送电能的基本要求是什么？输送电能的基本要求是：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，就是保证电能的质量，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，电价低.远距离大功率输电面临的困难是什么？在输电线上有功率损失和电压损失.输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？如何减小输电线上的电压损失？由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因.设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为ΔP =I 2R.根据功率损失的表达式ΔP =I 2R 可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流.如何减小输电线的电阻呢？根据电阻定律可知R 线=ρS1，要减小输电线的电阻R 线，可采用下述方法： 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. 如何减小输电线中的电流呢？在输电功率一定的条件下，根据P =UI 可知，要减小输电线中的电流I ，必须提高输电电压U ，这就是采用高压输电的道理.2.输电线上的电压损失在直流输电时，输电线上电压损失的原因是什么？交流输电呢？ 由于输电线有电阻，电流在输电线上有电压损失.对交流输电线路来说，既有电阻造成的电压损失，也有感抗和容抗造成的电压损失. 在不计感抗和容抗的条件下，电压损失的表达式是什么？ 电压损失ΔU =U -U ′=I R 线如何减小电压损失，保证输电质量呢？根据电压损失的表达式ΔU =I R 线可知，要减少输电线上的电压损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻R 线；其二是减少输电电流.方法同减少功率损失.为了减少功率损失和电压损失，都需要采用高压输电，但并不是电压越高越好.因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，这样不经济.实际输电时，要综合考虑各种因素.3.几种输电模式常用的输电模式有几种？各是什么？低压输电：输电功率为100 kW 以下，距离为几百米以内，一般采用220 V 的电压输电.高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV 或110 kV 的电压输电.超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用220 kV 或更高的电压输电.我国远距离输电采用的电压有哪几种？ 有110 kV 、220 kV 、330 kV 、500 kV .大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.展示远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理.如下图所示.设发电机的输出功率为P ，则功率损失为 ΔP =I 22R用户得到的功率为P 用=P -ΔP .电压损失为ΔU =I 2R ，则U 3=U 2-ΔU . 4.例题分析某交流发电机输出功率为5×10.5 W ，输出电压为U =1.0×10.3 V ，假如输电线的总电阻R=10 Ω，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U =380 V .（1）画出输电线路的示意图（下图）.（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）解析：引导学生画出电路.引导学生写出各部分关系式 U ∶U 1=n 1∶n 2 I 2∶I 1=n 1∶n 2 U 2∶U 用=n 1′∶n 2′ I 3∶I 2=n 1′∶n 2′U 1=U 损+U 2 P =P 损+P 用户 P 损=I 22·R 解：I 1=UP=500 A P 损=5%P =5%×5×105 W=2.5×104 WP 损=I 22R I 2=RP 损=50 AI 3=用户用户UP =用户损U P P -=3801075.45⨯所以101500501221===I I n n 125503801075.4523'2'1=⨯⨯==I I n n 三、小结通过本节学习，主要学习以下问题： 1.远距离输电线路上，P 损=I 2R=RU 2损，其中（I =UP 总）. 2.远距离高压输电中，P 损和U 损都能减少. 3.交流和直流输电有其各自的优点和不足. 4.电站输出功率由用户消耗功率决定. 四、布置作业（略0 五、板书设计六、本节优化训练设计1.单相交流发电机的路端电压为220 V ，输出的电功率为4400 W ，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求（1）用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？2.一条河的流量为Q =40 m 3/s ，落差为h=5 m.利用它发电，单相交流发电机效率η1=50%，输出电压U =400 V ，输电线总电阻R 线=5 Ω，电线上允许损失的最大电功率为发电机输出的电功率η2倍,η2=5%，用户所需电压为220 V ，设计输电线两端变压器的原、副线圈匝数比各是多少？参考答案：1.解析（1）不用变压器，直接输电时：干线中电流：I =送送U P =220104.43A=20 A电线上损失的：U 损=I ·R 线=20×2×2 V=80 VP 损=I ·U 损=1600 W用户得到的：U 户=220 V-80 V=140 VP 户=P -P 损=4400 W-1600 W=2800 W（2）用变压器时，电路如图所示.U 1=10U =2200 V I 线=1U P =22004400 A=2 A U 2=U 1-I 线R=2200 V-2×4 V=2192 V 所以U 户′=102U =219.2 V P 户′=P -I 线2×R =4400 W-4×4 W=4384 W2.解析：发电机将水机械能转换为电能，其中： P 输=η1ρQgh =50%×103×40×10×5 W=106 W 输电线上损失：P 损=η2P 输=5×104 W输电线上允许输送的最大电流I 线=51054⨯=线损R P A=100 A 而不用变压器直接输送时，输电线上电流大小： I =400106=送输U P =2500 A 100 A为减少电能损失，必须是先升压后降压，输电线路如图所示.I 1=送输U P =2500 AI 2=线损R P =100 AI 3=2201095.06⨯=-户损U P P A=2210953⨯ A 所以2511221==I I n n2295023'2'1==I I n n 143●备课资料求解输电问题的思路由于发电机本身的输出电压不可能提高，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，在解答有关远距离输电问题时，首先要将整个电路分成几段进行研究，找出跟各段电路相应的物理量；然后利用变压器工作原理和直流电路的基本定律分段列式，最后联立求解，进行计算.另外，还需注意以下几点：（1）因为输电距离不变，所以输电线长度一定. （2）发电机的输出功率通常认为是恒定的.（3）输电导线上的电能损失往往要求不能超过某一规定值.（4）记熟两个基本公式：电压关系：U升=U降+ΔU=I R线+U降能量关系：P出=P损+P降=I2R线+IU降=IU升●备课资料汽油机点火装置的工作原理汽车中汽油发动机的点火装置是利用感应圈的原理制成的.感应圈是互感现象的重要应用之一.它实际上就是一个小功率的升压变压器.它能将十几伏的直流低电压变成数万伏的高电压，是科学实验中经常用来取得高压的一种电源设备.感应圈的结构示意图如图1所示，主体部分是在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个线圈的变压器，初级线圈绕在里层，次级线圈绕在外层，层间有良好绝缘，整个变压器经过绝缘处理后放进胶木外套筒中，空隙处灌满了很厚的一层石蜡.图1我们知道，恒定直流电是不能变压的.但不断的接通与切断直流电路却可以产生互感电动势，这表明断续的脉动直流电可以进行电压变换.这里通断电流的机构是采用一个最简单的电磁式断续器.当螺旋调节器触点Z与带有铁头的弹簧片P接触时，合上电源开关S，初级线圈中有直流电通过，于是铁芯被磁化吸引弹簧片，但此时却切断了电路；铁芯失去磁性便放开弹簧片，弹簧片又与触点Z接触，电路再度被接通.如此不断的重复下去，低压恒定直流电就变成了脉动直流电.由于初级线圈自感作用的结果，电流不能突然增大，也不能突然减小，因而变成上升被阻拦，下降被拖延的脉动直流.其波形如图2（a）所示.图中Δt1时间内的曲线表示电路接通时，电流上升的情形，而Δt2时间内的曲线则表示电路断开时，电流下降的情形，我们知道，由于初级线圈电流的变化，在初级和次级线圈中都会感应出电动势.电流的变化率越大，感应电动势也就越高.由图可见，由于电路断开时电流的变化率比电路接通时电流的变化率要大得多，所以电路断开时感应电动势也比接通时高得多.图2（b）中画出了次级的电动势e2的变化波形.由图可见，在电路接通时（Δt1时间内），感应电动势较小，而电路断开时（Δt2时间内），感应电动势上升至较大的数值.如果次级两端点D、D′相距较近，则感应电动势的正向与负向的值都可使DD′间的空气击穿而发生强烈的火花放电.这时，次级线圈中就有交变电流通过，其电流变化的规律与电动势变化的规律相同，仍如图2（b）所示.但是如果D、D′相距较远，则当电路接通时，次级的感应电动势较小.不足以使空气击穿放电，此时次级线圈没有电流通过；只有当电路断开时，由于次级感应电动势很大，DD′间的空气被击穿放电，次级线圈中才有电流通过.所以这时次级的电流是脉冲的直流电，如图2（c）所示.图2由于初级线圈的自感系数较大，当电路断开时，电流的变化率又很大，所以此时可产生约几百伏的自感电动势，比直流电源的电压要高得多.而且，因为次级线圈的匝数N2约为初级线圈匝数N1的300倍左右，次级线圈的电压将比初级线圈的电动势高约300倍，所以，次级线圈的电动势可以达到一万伏乃至几万伏的高压.因为学生已经知道自感电动势的大小与电流的变化率有关，所以上述内容可适当的进行补充，以利于学生理解自感及变压器.。
新课标教科版3-2选修三2.7《电能的输送》课件
03 电能的输送原理
电流的形成与传
电流的形成
电流是电荷在导体中定向移动所形成 的物理现象。在电能的输送过程中， 高压输电线路能够使电荷迅速地传输 到远方。
电流的传输
电流的传输需要导体作为载体，同时 需要电压的作用来推动电荷移动。在 电能的输送过程中，通过升高电压来 减小电流，从而减少线路的损耗。
THANKS FOR WATC变压器
变压器是电能输送过程中必不可少的设备之一， 其主要功能是实现电压的升高或降低，以满足不 同用电设备的需求。
变压器的工作原理是利用磁通量变化产生的感应 电动势来改变电压。当变压器一次侧的电压发生 变化时，磁通量也会相应变化，从而在二次侧产 生感应电动势，实现电压的升高或降低。
直流输电的缺点在于换流设备成 本较高，对电网的稳定运行有一
定影响。
交流输电
交流输电是将电能转换为交流电后进行传输，是目前电力系统中最常用的输电方式。
交流输电的优点在于技术成熟、设备成本低、运行维护方便，适用于大多数电力系 统的输电需求。
交流输电的缺点在于线路损耗较大、传输效率较低，对于长距离、大容量的输电不 太适用。
输电线的安全距离
确保输电线与其他物体保持一定的安全距离，避免发生电击事故。
安全用电常识
不接触带电体
不要接触裸露的电线、插头等带电体， 避免发生触电事故。
使用电器设备注意事项
在使用电器设备时要注意安全，不要 超负荷使用，避免发生火灾或电击事 故。
06 案例分析
国家电网的电能输送
国家电网的电能输送概述
变压器由铁芯和绕组组成，其中绕组分为一次绕 组和二次绕组，分别接在一次侧和二次侧。通过 电磁感应原理，变压器能够实现电压和电流的变 化。
高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送(课件)(共66张PPT)
目前我国远距离输电采用的电压有110kV， 220kV， 330kV、500kV等。
二、
三、输电过程示意图 大型发电机发出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电 的要求,因此在发电站处用升压变压器升高电压到几百千 伏再向远距离送电。到达数百千米外的用电区之后,先经 过“一次高压变电站”降到一百千伏左右,在更接近用户 的目的地再由“二次变电站”降到十千伏左右。然后, 一部分电能送往大量用电的工业用户，另一部分经过低 压变压器降到220V/380V,送给其他用户。输电过程如图 所示.
A组能力训练题2 远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比 330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优 点是 （ A C ） （A）可节省输电线的铜材料 （B）可根据需要调节交流电的频率 （C）可减少输电线上的能量损失 （D）可加快输电的速度
A组能力训练题3
3、某发电厂原来用11kV的交变电压输电,后来改用升 压变压器将电压升高到220kV输电,输送的电功率都是 P,若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是 （ AC ） A．据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原 来的1/20, B．据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流增为原 来的20倍, C．据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减 少为原来的1/400 D．据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗增 大为原来的400倍.
题目
P49问题与练习2、
指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.
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
P损 = UI. 而 U=Ir
高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2
低压输电线路： 输电电压220V------输电功率100kW以下， 距离为几 百米以内。 高压输电线路： 输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千
米到上百千米。 超高压输电线路： 输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距 330KV、 以上。 500KV、 750KV 离为几百千米
1.减少输电线的电阻
选用电阻率小的金属作导线材料。 （一般用铝或铜） 缩短距离 增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流 讨论： 能不能由I=P/U减小p来 减小电 流？ 输送功率P是一定的 由P=UI 增加U 减少I r
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？ 再思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
n2
P1=P2
n3
n4
功率关系： 电压关系：
, P2= ∆P+P3 , P3=P4 U2= ∆U +U3
U1 n1 U 2 n2
U 3 n3 U 4 n4
电流关系：
I1 n2 I 2 n1
I2=I3
I 3 n3 I 4 n4
知识运用
25A
250V
150V
6250W 如何减少输电中的功率损失？
3750W
作出示意图
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 I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线 损耗的式子中，不正确的是（ ） A、 B、 C、
U 12 R
D、
(U1 U 2 ) 2 R
I R
2
I (U1 U 2 )
试试看 一般说，发电厂发出的电只有几千伏，若要进行几百公里 的传输，你能设计出简单的远距离输电电路吗？讨论一下， 画出简单示意图！
最新人教版高中物理选修3255《电能的输送》课件ppt.ppt
I1＝I 机 U1＝U 机 P1＝P 机
I2＝I 线＝I3 U2＝U 损＋U3 P2＝P 损＋P3
I4＝I 用 U4＝U 用 P4＝P 用
两回 路间
回路Ⅰ、Ⅱ间的联系：UU12＝nn12，I1n1＝I2n2，P1＝P2
的联 系
回路Ⅱ、Ⅲ间的联系：UU34＝nn34，I3n3＝I4n4，P3＝P4
答案： (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
要点探究区
输电线上的电压损失和功率损失 1．电压损失 输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值，即 ΔU＝U－U′＝Ir 2．功率损失 远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损 失，损失的电功率可以用下列 3 种方式计算： (1)ΔP＝I2r； (2)ΔP＝IΔU 损＋P 用
守恒
有条河流，流量 Q＝2 m3/s，落差 h＝5 m．现利用其 水流发电，若发电机总效率为 50%，输出电压为 240 V，输电 线总电阻 r＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的 6%，为满足用 电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的 匝数比各是多少？能使多少盏“220 V 100 W”规格的电灯正 常发光？(g＝10 m/s2，ρ 水＝1.0×103 kg/m3)
思路导图：
解析： 输电电路如图所示．
电源端：P 输出＝Qρ 水 gh×50%＝5×104 W
线路损耗 ΔP＝I22r
得 I2＝
ΔrP＝
P输出×r 6%＝
5×104×0.06 30
A＝10 A
送电电压 U2＝PI输2出＝5×10104 V＝5×103 V 升压变压比 n1∶n2＝U1∶U2＝5×241003＝6∶125 输电线损失电压 ΔU＝I2r＝10×30 V＝300 V U3＝U2－ΔU＝4 700 V，U4＝220 V 降压变压比：n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11 灯盏数 N＝P输出P－灯 ΔP＝5×104－51×00104×0.06(盏) ＝470(盏) 答案： 6∶125 235∶11 470盏
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
高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：5.5《电能输送》PPT课件(共30页)
电路图 U0
I1 U1
ΔU R
U2
U3
R0
例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每条输电线电阻0.2Ω，求用户得到嘚电压和电功率各是多少？如果 发电站先用变压比为1：10嘚升压变压器将电压升高，经同样输电线路，后经10：1嘚降压变压器降压后供给用户， 则用户得到嘚电压和电功率各是多少？
一般要求： ΔP≤10%P 两种办法： １．减少输电线嘚电阻。R=ρL/S ２．减小输电线中嘚电流，提高输电电压。
二. 输电线上嘚电压损失ΔU
I
ΔU ΔP
发
输电线R
电
UP
厂
用 电 设 备 U`P`
通常要求: ΔU ≤ 10%～15% U
140V, 28KW
219.2V, 43.84KW
思考：有一台内阻为1Ω嘚发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器嘚匝数比为1：4，降压变压 器嘚匝数比为4：1，输电线总阻为R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V,40w”嘚灯6盏，若要保证全部电 灯正常发光，讨论：1）发电机嘚输出功率多大？ 2）发电机嘚电动势多大？3）输电效率是多少？4）若使用灯数减半并正常发光，发电机嘚输出功率是否减半？
2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾
2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾
小结：
输电导线上功率损失 P＝I2R ，电压损失 U＝IR. 提高输电电压是减小功率损失和电压损失嘚有效途径． 电网输电
一. 输电导线上嘚功率损失： 设输电电流为I，输电线嘚电阻为R，则功率损失为：
人教版物理选修32课件：5.5电能的输送 (共14张PPT)
百米以内。
高压输电线路：
输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千米到上百千米。
超高压输电线路：
输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距
330KV、 500KV、 750KV
离为几百千米以上。
试试看
一般说，发电厂发出的电只有几千伏， 若要进行几百公里的传输，你能设计出 简单的远距离输电电路吗？讨论一下， 画出简单示意图！
U
电压关系：
1
n1
U 2 n2
U2= ∆U +U3
U 3 n3 U 4 n4
电流关系：I 1 n 2 I2 n1
I2=I3
I3 n3 I4 n4
知识运用
25A 150V
250V
6250W
3750W
如何减少输电中的功率损失？
作出示意图
1.课发堂电练厂习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
•
合作电话：010-57172727 客服电话：010-58425255/6/7 传 真：010-89313898
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
输电线路示意图
I1
I2
∆U、∆P
I3 I4
发 电 厂
~
P1 U1
U2 P2
P3 U3
用 P4U4 户
n1 n2
n3 n4
功率关系： P1=P2 , P2= ∆P+P3 , P3=P4
I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线
损耗的式子中，不正确的是（ ）
高中物理选修32：5.5电能的输送 课件 (共24张PPT)
默读联想记忆
练习
1、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：
(1)发电机的输出功率多大？ (2)发电机的电动势多大？ (3)输电线上损耗的电功率多大？
• (2)抓住输电的两头——电源和用电器； 分析一条线——输电线；研究两次电压 变换——升压变压器和降压变压器．
• (3)注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、 用户电压(功率)三者之间的区别和数量关 系.
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.
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
一、输电线上的功率损失
(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
知识回顾 变压器
一、变压器的构造 1．示意图 2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象:变压器只对变化的电流起作用
升压变压器
降压变压器
电压关系：
U1 U2
n1 n2
, U3 U4
选修3-2《5电能的输送》优质课PPT课件
讨论与交流：
2.降低输电损耗的途径是什么?
减少输电线的电阻
由ΔP=I2r可知：
可减少功率损失。
减少输电线的电流
方案一：若采用减小导线电阻的方法，应采用什么措施?
由 R ρ可L知：
S
(1)减少输电线的长度L (2)增加导线的横截面积S (3)减少材料的电阻率ρ
方案二：若采用减小导线中电流的方法，又应采用什 么措施?
由 P=IU 可知： 减小输送功率P 可减小输电电流。 提高输电电压U
想一想：
能否通过减小输送功率来减小输电电流?
由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送 的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不 用电来减少输电线上的功率损失。
做一做：
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：
哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？
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．
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
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
发
电
站 U1 U2
用
电
电从哪里来？
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站 火力发电站 新疆风力发电
5.5电能的输送
毛盛娟
一、电能的输送
1.电能输送的优点： “方便和节约”是它突出的优点．
2.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：就是保证电能的质量，即电压和频率 稳定。
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发 电 机
升 压
输电线
降 压
用
变 压
变 压
户
器
器
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
例5、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＝0.85cm2，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? 若用户电压为220V,则降压变压器的原、副线圈
I1
P1
I2
P2Biblioteka r I I 匝数比是多少?
3
4
线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
n3/n4=U3/U4=192000/ 220=96×103/11
升压变压器
降压变压器
r线=ρ×2L/S=1.7×10-8×8×105/0.85×10-4=160Ω
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
压变压器T2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P0，用电设备可获得的功率增至P2.试求所用
升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比N1/N2以及降压变压器T2的原线圈与副
线圈的匝数比n1/n2各为多少?
（1）不使用变压器
U1
U
Pr=P0-P1=I2r=(P0/U1)2r
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在 用户上？
r
电
U损
源 U送
U用
用 户
输电线电阻造成电压损失 U U送 U用 Ir
例1：某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为 4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω， 求（1）输电导线中的电流是多少？
（2）输电导线中损失的电压和电功率各是多少？ （3）用户得到的电压和电功率各是多少？
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
交流高压输电基本环节示意图
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
二、远距离输电原理图
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
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
R L
（2）减小输电线的长度L
S
（3）增加导线的横截面积S
1. 怎样计算输电线路损失的功率？ △P=I2r
2、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？
3、通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降 低输电线路的损耗更为有效？ 减小输电电流
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
电压关系：
U1 U2
n1 n2
, U3 U4
n3 n4
,U2
Ur
+U3
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
（2）使用变压器
I2
I3
I4
P´r=P0-P2=I22r=(P0/U2)2r
U1 U2
N1/N2=U1/U2
电流关系：
I1 I2
n2 n1
, I3 I4
n4 n3
, I2
Ir
I3
四、典型例题
例3、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:（ ACDE ）
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;
（1）I=P/U=4400/220=20(A) （2）Ur=Ir=20×4=80(V)
Pr=I2r=202×4=1600(W)
（3）U用=U-Ur=220-80=140(V)
P用=P-Pr=4400-1600=2800(W)
例2：某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发 电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求：如果有变压比为1：10的升 压变压器升压后向用户输电，到达用户处再用10：1的降压变压器 降压，用户得到的实际电压和电功率又是多少？
E. 和输送电压的平方成反比.
Pr=I2r=（P/U）2r=Ur2/r
Ur=Ir
Pr=I2r∝I2
Pr=P2r/U2 ∝1/U2
Pr=Ur2/r∝ Ur2
例4、远距离输电线路如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中
正确的是（ C ）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定 C．当用户用电器总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
发 电 机
升 压
输电线
降
压
用
变 压
变 压
户
器
器
P1=4400(W)
U1=220(v) U2=n2U1/n1=2200(v)
I2=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I22r=16(W)
第五章 交变电流
一、电能的输送
1．电能输送的优点：
方便和节约
2．输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济．
二、输电线上的功率损失 损失的功率 △P=I2r
怎样计算输电线路 损失的功率？
r
减少功率损失
减小输电线的电阻
减小输电电流 （1）减小材料的电阻率ρ
用银、金最好！
（1）如何减小输电线的电阻
（一般用铝或铜）
UU3r==UI22r-U=8r000(V)
U3=U2-Ur=200000-8000=192000(V)
10.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P0 时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1；若发电厂用一台升压变压器T1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