新课标选修325.5电能的输送.ppt

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
P2
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
（2）使用变压器
I2
I3
I4
P´r=P0-P2=I22r=(P0/U2)2r
U1 U2
N1/N2=Βιβλιοθήκη Baidu1/U2
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）
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)
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
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;
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
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
（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？
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
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？
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
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
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
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