高中物理选修3-2课件第二章交变电流《电能的输送》实用上课课件

电能输送中的电压损失和电能损耗
1．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻 r： 从公式 r＝ρSl 来看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线 的横截面积，但这样会多耗费材料，同时也给架设施工带来难度； 还可以选用电阻率较小的导体。 (2)减小输电线的电流 I： 从公式 P＝IU 来看，在输送功率一定的情况下，要减小输送电 流就必须提高输电电压。
(5)直流电压不能实现升压，因此直流输电不采用高压输电。 (×)
(6)大功率输电时，导线的电感和电容引起的电压和电能损失很大。
(√) (7)高压直流输电是通过升压变压器升压后，再由换流设备将交流变
为直流，从而实现远距离直流传输的。
(√)
2．合作探究——议一议 (1)在农村电网改造前，离变压器越远的用户，电灯越暗，日光灯在
第7节
电能的输送
1．远距离输电过程中，在导线上既有能量的损耗，还有 电压损失。
2．根据 P 损＝I2r 可知，减小输电线上的功率损失有两个 途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流。
3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电 流。
4．当输送功率很大时，电感、电容引起的电压及电能损 失也很大，这时可以采用高压直流输电方式。
2．计算功率损失的几个公式 (1)P 损＝I2r。 (2)P 损＝IU 损。 (3)P 损＝Ur损2。 (4)P 损＝UP送送2r。 (5)P 损＝P 送－P 用。
[典例] (多选)某发电厂原来用 11 kV 的交流电压输电，后来改
用升压变压器将电压升高到 220 kV 输电，输电功率都是 P，若输电
线路的电阻为 R，则下列说法中正确的是
()
A．根据公式 I＝UP，提高电压后，输电线上的电流降为原来的210
B．根据公式 I＝UR，提高电压后，输电线上的电流增为原来的 20 倍
C．根据公式 P 损＝I2R，提高电压后，输电线上的功率损失减为
原来的4100 D．根据公式 P＝UR2，提高电压后，输电线上的功率损失增大为
过节时不能正常启动，你知道其中的原因吗？ 提示：电能在输送过程中存在电压损失和电能损失，农村电网改
造前，输电线较细，电阻较大，导线损失电压较大，到过节时，
各家用电器增多，线路电流更大，电压损失更大，致使用电器不
能正常工作。 (2)在电能的输送过程中，U 为输电电压，r 为输电线电阻，则输电
线中电流为 I＝Ur ，对不对？为什么？ 提示：不对。U 为输电电压，而不是加在输电导线上的电压，即 U≠Ir，而输电电流可通过 P＝UI 求得。
1．自主思考——判一判
(1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。(√)
(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)
(3)高压输电一定是电压越高越好。
(×)
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n，降压变压器匝数比为
n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)
2．远距离输送交流电，在一定功率的条件下，要通过提高输电电
压来减少线路的损Hale Waihona Puke Baidu，若输电电压提高 n 倍。则
()
A．输电导线上损失的电功率不变
B．输电导线的电压损失是原来的n12倍
C．输电导线的电功率损失是原来的n1倍
D．输电导线的电功率损失是原来的n12倍
解析：由 P＝UI 得，I＝UP，当输电功率 P 一定时，采用高压 输电，U 大则 I 小，输电线中的电流就小。由 P 线＝I2r 可知， 在要求输电线损耗一定的情况下，电流小，就可选电阻率略 大一点的材料作导线；若输电线的材料确定，电流小，则可 以减少输电线上的能量损失，故 A、C 正确；交变电流的频 率是固定的，不需要调节，输电的速度等于电磁波的传播速 度，是一定的，故 B、D 不正确。 答案：AC
一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电能输送中的电压损失 U 损＝Ir，其中 I 为输电线中的电流，r 为 输电线 的电阻。 2．电能输送中的电能损失 (1)电能损失：W 损＝P 损 t。 (2)功率损失：P 损＝ I2r 。
二、远距离输电系统 1．电网 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。 2．远距离输电基本原理 在发电站内用 升压 变压器升压，然后进行 远距离 输电，在 用电区域通过 降压 变压器降到所需的电压。
(3)用高压输电，电压是否越高越好？ 提示：并不是电压越高越好，因为电压升高，导线会对空气放 电，这就对导线的绝缘性能提出了更高的要求；另外，高压输 电对变压器也提出了更高的要求，因此输电电压也不是越高越 好。在实际输电过程中，输电电压要根据输送功率的大小、距 离的远近、技术和经济等各方面因素综合考虑。
三、直流输电 1．采用高压直流输电的原因 当交流输电功率很大时，导线的电感 、电容 引起的电压及电能 损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上存在困难。 2．输电过程 在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流变为直流， 用 高压直流 进行远距离传输，在用户区域由换流设备再将直流 变为交流，经变压器降压送给用户。
原来的 400 倍
[思路点拨] 在输电功率 P 一定时，输电电压提高到原来的 n 倍，由 输电线上功率损失 P 损＝I2R＝UP2·R 知，输电线上功率损失 将降为原来的n12。
[解析] 输电电压由 11 kV 经变压器变为 220 kV，提高了 20 倍，结合 I＝UP知，输电电流降为原来的210；再由 P 损＝I2R 知，输电线上的功率损失降为原来的4100。故正确选项为 A、C。
[答案] AC
设输送的电功率为 P，输电电压为 U，输电导线的电 阻为 R，则输电线上损失的电功率为 P 损＝I2R＝UP2R，输 电线上损失的电压为 U 损＝IR＝UPR。
1．(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远 高于 330 kV 的电压进行输电，采用高压输电的优点是( ) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交变电流的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度