高中物理第五章交变电流.电能的输送课件人教版
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高中物理第5章交变电流5电能的输送课件新人教版选修32
第十六页，共39页。
【解析】 (1)由P＝UI得，I＝UP＝52××110085 A＝2 500 A. (2)输电线上损失的功率 ΔP＝I2·2r＝2 5002×2×10 W＝1.25×108 W 损失功率与输出功率之比为 ΔPP＝1.52×5×101808＝14.
第十七页，共39页。
(3)当电压升高至50万伏时 I′＝UP′＝55××110085 A＝1 000 A 输电线上损失的功率为 ΔP′＝I′2·2r＝1 0002×2×10 W＝2×107 W. 损失功率与输出功率之比为 ΔPP′＝25××110078＝215.
第十八页，共39页。
【答案】
(1)2 500 A
(2)1.25×108 W
1 4
(3)1 000 A
2×107 W
1 25
第十九页，共39页。
计算输电导线上功率损失的三种方法 1．ΔP＝I2r，I为输电导线中的电流，r为导线的电阻． 2．ΔP＝Ur2，U为输电导线上损失的电压，r为导线的电阻． 3．ΔP＝UI，U为输电导线上损失的电压，I为导线中的电流．
第三十一页，共39页。
【解析】 根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和远距离输电知识解
题．
由u-t图象可知，交流电的周期T＝0.02 s，故频率f＝T1＝50 Hz，选项A错误；
交流电的最大值Um＝500 V，故有效值U＝U2m＝250 2 V，选项B错误；输电线上 的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项
第二十页，共39页。
远距离输电电路的分析(fēnxī) 与计算
[先填空] 1．远距离输电基本原理：在发电站内用 升压(s变hē压nɡ器yā升) 压(，sh然ēn后ɡ 进yā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． 2．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．
【解析】 (1)由P＝UI得，I＝UP＝52××110085 A＝2 500 A. (2)输电线上损失的功率 ΔP＝I2·2r＝2 5002×2×10 W＝1.25×108 W 损失功率与输出功率之比为 ΔPP＝1.52×5×101808＝14.
第十七页，共39页。
(3)当电压升高至50万伏时 I′＝UP′＝55××110085 A＝1 000 A 输电线上损失的功率为 ΔP′＝I′2·2r＝1 0002×2×10 W＝2×107 W. 损失功率与输出功率之比为 ΔPP′＝25××110078＝215.
第十八页，共39页。
【答案】
(1)2 500 A
(2)1.25×108 W
1 4
(3)1 000 A
2×107 W
1 25
第十九页，共39页。
计算输电导线上功率损失的三种方法 1．ΔP＝I2r，I为输电导线中的电流，r为导线的电阻． 2．ΔP＝Ur2，U为输电导线上损失的电压，r为导线的电阻． 3．ΔP＝UI，U为输电导线上损失的电压，I为导线中的电流．
第三十一页，共39页。
【解析】 根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和远距离输电知识解
题．
由u-t图象可知，交流电的周期T＝0.02 s，故频率f＝T1＝50 Hz，选项A错误；
交流电的最大值Um＝500 V，故有效值U＝U2m＝250 2 V，选项B错误；输电线上 的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项
第二十页，共39页。
远距离输电电路的分析(fēnxī) 与计算
[先填空] 1．远距离输电基本原理：在发电站内用 升压(s变hē压nɡ器yā升) 压(，sh然ēn后ɡ 进yā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． 2．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．
高中物理第五章交变电流第5节电能的输送课件新人教版选修3
A=200 A,
备用习题
1. (多选)某发电厂原来用 11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升 到 220 kV 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( ) A．根据公式 I＝UP，提高电压后输电线上的电流降低为原来的210 B．根据公式 I＝UR，提高电压后输电线上的电流增大为原来的 20 倍 C．根据公式 P 损＝I2R＝UP22R，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的4010 D．根据公式 P 损＝UR2，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的 400 倍
学习互动
[答案] (1)不相等.由能量守恒定律知,发电厂输出的电能等于用户得到的电能与 输电线上损失的电能之和. (2)P=I2r.由公式可知,要减小输电线的热功率有两种方法:一是减小输电线的电阻; 二是减小输电导线中的电流.根据电阻定律可知 r=ρ ,要减小输电线的电阻 r,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
1.电压关系:U 发=U1, = ,U3= U2-U线 , = ,U4=U 用. 2.电流关系:n1I1=n2I2,I2= I线 = I3 ,n3I3=n4I4. 3.功率关系:P 发=P1=P2,P2= P3+P线 ,P3=P4=P 用.
学习互动
例 2 发电机的输出电压为 220 V,输出功率为 44 kW,输电导线的电阻为 0.2 Ω,用原、副线
(2)升压变压器的输出电压 U2= U1= ×220 V=2200 V 根据升压变压器输出功率等于输入功 率知,升压变压器输出电流为 I2= =
A=20 A
学习互动
输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR=I2R=20×0.2 V=4 V PR= R=202×0.2 W=80 W 降压变压器上的输入电流和输入电压为 I3=I2=20 A U3=U2-UR=2200 V-4 V=2196 V 降压变压器的输出电压和输出电流为 U4= U3= ×2196 V=219.6 V I4= I3=10×20 A=200 A 用户得到的功率为 P 用=U4I4=219.6×200 W=4.392×104 W.
2018版高中物理第五章交变电流5.5电能的输送课件新人教版选修3
②减小输电电流：由 I＝UP可知，当输送功率一定时，升高电压 可以减小电流．
(3)损失电压的计算方法 ①ΔU＝U－U′＝IR＝UPR ②ΔU＝P－IP′＝ΔIP.
2．输电线上的功率损失 (1)电功率损失 ①原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导线向 远方输送时，输电线因有电阻而发热． ②功率损失的计算：ΔP＝I2R，I 为输电线路上的电流，R 为线 路电阻．
(3)损失功率的计算 ①ΔP＝P－P′＝UI－U′I
②ΔP＝I2R＝UP2R ③ΔP＝ΔRU2＝U－RU′2 ④ΔP＝ΔUI＝I2R
例 1(多选)远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高 为原来的 n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失说法正确的是 (不考虑感抗和容抗产生的损失)( )
A．功率损失是原来的1n B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的1n D．电压损失是原来的 n 倍
解析：当 U＝500 kV 时，I＝UP＝35× ×110095 A＝6×103 A，而 U 损
＝Ir＝15 kV，A 错误、B 正确；输电线上损失的功率不可能比输出 功率还大，C 错误；ΔP＝Ur2中，U 为输电线电阻上的电压，而不是 输电电压，D 错误．
答案：B
知识点二 高压输电过程的分析与计算 1．输电过程示意图
(2)减少功率损失的方法 ①减小输电线的电阻 R：根据 R＝ρLS，减小电阻率 ρ，目前一 般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；增大导线的横截面积 S， 这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的 困难．
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电线电 阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功率损耗将降为原来的n12.
(3)损失电压的计算方法 ①ΔU＝U－U′＝IR＝UPR ②ΔU＝P－IP′＝ΔIP.
2．输电线上的功率损失 (1)电功率损失 ①原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导线向 远方输送时，输电线因有电阻而发热． ②功率损失的计算：ΔP＝I2R，I 为输电线路上的电流，R 为线 路电阻．
(3)损失功率的计算 ①ΔP＝P－P′＝UI－U′I
②ΔP＝I2R＝UP2R ③ΔP＝ΔRU2＝U－RU′2 ④ΔP＝ΔUI＝I2R
例 1(多选)远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高 为原来的 n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失说法正确的是 (不考虑感抗和容抗产生的损失)( )
A．功率损失是原来的1n B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的1n D．电压损失是原来的 n 倍
解析：当 U＝500 kV 时，I＝UP＝35× ×110095 A＝6×103 A，而 U 损
＝Ir＝15 kV，A 错误、B 正确；输电线上损失的功率不可能比输出 功率还大，C 错误；ΔP＝Ur2中，U 为输电线电阻上的电压，而不是 输电电压，D 错误．
答案：B
知识点二 高压输电过程的分析与计算 1．输电过程示意图
(2)减少功率损失的方法 ①减小输电线的电阻 R：根据 R＝ρLS，减小电阻率 ρ，目前一 般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；增大导线的横截面积 S， 这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的 困难．
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电线电 阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功率损耗将降为原来的n12.
高中物理第五章交变电流第五节电能的输送课件新人教选修32.ppt
(1)输电线路的构成 主要有：发电机、升压变压器、输电导线、降压变压 器，用电器，如图所示
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.对交变 电流来说，造成电压损失的原因既有电阻，又有电抗，其 中因电阻损失的电压为ΔU＝IR.
答案：1.可靠；保质；经济 2．减小输电线路的电阻；减小输电导线中的电流 3．①发电站 ②升压变压器 ③远距离输电线路 ④一次高压变电所 ⑤二次高压变电所 ⑥工厂
(1)可靠：保证供电线路正常工作． (2)保质：保证供电质量——电压和频率要稳定． (3)经济：线路建设和运行的费用低——能耗少、电价 低.
(1)对降压变压器：
U′2I2＝U3I3＝nP 灯＝22×6×40W＝5280W
而 U′2＝41U3＝880V，I2＝Un′P灯2＝5828800A＝6A 对升压变压器：
U1I1
＝
U2I2
＝
I
2 2
R
＋
U′2I2
＝
62×4W
＋
5280W
＝
5424W P 出＝5424W
(2)U2＝U′2＋I2R＝880V＋6×4V＝904V U1＝14U2＝14×904V＝226V 又 U1I1＝U2I2 I1＝UU2I12＝4I2＝24A E＝U1＋I1r＝(226＋24×1)V＝250V (3)η＝PP有出用×100%＝55248204×100%＝97%
(3)减小输电线路电压损失的两种方法
高中物理第五章交变电流5.5电能的输送课件新人教版选修3_2-推荐ppt版本
3
4 ，即n3 240。 n4 11
答案:(1)
(2)96 kW
1 240 20 11
【规律方法】远距离输电问题的分析思路 (1)明确远距离输电的过程,画出输电的过程图。 (2)清楚远距离输电过程图的三个独立的回路。 (3)变压器是连接三个回路的关键,明确各个回路的电 压、电流间的关系。
(1)输电线上损耗的功率。 (2)输电线上产生的压降。 (3)为了进一步节约能源,请你为输电环节提出改进措 施。
【审题关键】
序号 ① ② ③
信息提取 输电电压U=110 kV=1.1×105 V 输送功率P=11×104 kW=1.1×108 W
输电线电阻r=5 Ω
【正确解答】(1)由P=UI可得: 电则(2损流)导失I线 的上U P 功的率1 1电.1 1 P0 损压 11 0 =0 为8I3W 2V rU损= (=11I0 r0 0=0 01A 0； 0A0)02×A×5 5ΩΩ=5=×5×101603W。V。
(3)损失电压: ①表示形式:输电线始端电压与末端电压的差值即 Δ U=U2-U3=I2R。 ②形成原因:输电线上的电压损失原因是输电导线有电 阻,电流通过输电线时,会在线路上产生电势降落,致使 输电线路末端的电压比起始端1)功率关系:P1=P2,P2=P线+P3,P3=P4。 (2)电压、电流关系:
压升器压降到所需的电压。
降压
2.电网: 通过网状的输电线、_______,将许多电厂和广大用户 连接起来,形成全国性变或电地站区性的输电_____。
网络
3.电网输电的优点: (1)降低一次能源的运输成本,获得最大经济效益。 (2)减小_____的风险,调节不同地区电力供求的平衡, 保障供电断的电质量。 (3)合理调度电力,使_____的供应更加可靠,质量更高。
人教版高中物理选修3-2《交变电流》第五节《电能的输送》课件
【思考讨论2】 如何计算输电线中的电流？如何减小输电线中 的电流？从这些角度减小输电损耗是否可行？
在输送功率P一定的条件下，减小输电线中电流， 必须提高输电电压U。
二、减少输电损耗的最有效途径
【逻辑推理1】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，线路上损失的功率变 为原来的几分之一？线路上损失的电压变为原来 的几分之一？
直接将发电厂与用户连接起来， 能满足远距离输电的要求吗？远距 离输电将会面临什么问题呢？
【演示实验】 定性研究“远距离”输电时的输电损耗 【现象】观察小灯泡的亮度变化 【问题】小灯泡两端的电压如何变化？远距离输电 过程，是否存在电压损失？为什么会有电压损失？
【问题】如何计算电压损失 ？为什么要这样计算？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设 费用越高，不经济。
要综合考虑各种因素选择输电电压。
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的超高压， 西北电网达到750kV。
【电路设计】 大型发电机发出的电压在10kV上下，不符合高压输电 的要求；同时，到达目的地的电压也不符合用户的要求， 我们该如何解决这个问题？请同学们选择相应的器材，
r线
P3
U3
n3
P4
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
电压关系：U1 n1 U 2 n2
输电回路中U2 U U3
U 3 n3 U4 n4
电流关系： I1 I2
n2 n1
,I 2
I线
I
3
,I I
3 4
n4 n3
【典型例题】
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
高中物理第5章交变电流5电能的输送课件新人教版选修
判断正误
(1)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输 电．(×)
(2) 使 用 升 压 变 压 器 和 降 压 变 压 器 进 行 远 距 离 输 电 时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．(√)
(3)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．(×)
由 U 损＝IR 及 P 损＝I2R 可知 U 损及 P 损均增大，故 选项 C 错误．当 U 损增大时降压变压器的输出电压减小， 选项 B 错误．由 P 损＝UP22R 可知，当输送功率增大时输电 线损耗比例增大，选项 D 正确．
答案：D
A．提高输送功率 B．增大输送电流 C．提高输电电压 D．减小输电导线的横截面积
解析：电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越 高．减少损耗的途径：一是减小输电导线中的电流，即可 提高输电电压；二是减小输电线的电阻，即增大导线的横 截面积，故 C 正确．
答案：C
知识点二 电网供电 提炼知识 1．远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示．
3．减小电压、功率损失的方法． (1)减小输电线路电阻． 由 R＝ρSl 可知，间距一定时，使用电阻率小的材料， 增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流 I. 由 P＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以 减小电流．
【典例 1】 (多选)在远距离送电时，输送的电功率
为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积
且输电线路上损失的功率 P 损＝UP2r，跟输送电压的 平方成反比，选项 A、C 均错误；根据欧姆定律可知，输 电线路上损失的电压与输送电流成正比，选项 B 正确； 输电导线总电阻 r 两端的电压不等于输送的电压，输电导 线总电阻 r 两端的电压与用户端得到的电压之和等于输 送的电压，选项 D 错误．故选 B.