5.5电能的输送-2020-2021学年高二物理人教版选修3-2课件
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n3 n4
U3 U4
R用
P1 P2
P3 P4
升压变压器
降压变压器
电压关系: 电流关系:
U1 n1 U2 n2
I1 n 2
U2 UU3
I2 I3
U3 n3 U4 n4
I3 n 4 I4 n 3
I2 n1
功率关系: P1P2
P2 P P3
P3 P4
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。
(2)减小输电电流
由 P = IU 可知: 减小输送功率 P 提高输电电压 U
可减小输电电流
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。
减小输电电流 I:根据 I=UP可得,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=(UP)2R 知,输电线上的功率损耗将降为原来的 n12.
(1)I=P/U=20(A) (2)Ur=Ir=80(V)
Pr=I2r=1600(W)
(3)U用=U-Ur=140(V) P用=P-Pr=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,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?(与例1对比)
(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
三.交流高压输电基本环节示意图
发电机
U1
U2
用
U3
电 器
U4
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
思考1:画出输电过程示意图,写出各个物理量之间的联系。
I1 I2 P、Ur I3 I4
F
n1 n2
U1 U2
根据电流的热效应 P损 I 2 R
减少电能损失的方法
(1)减小导线电阻 (2)减小输电线中的电流
(1)减小导线电阻
由电阻定律知 R L
方法
S
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可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.
r
F
n1 n2
n3 n4
R用
升压变压器
U用=219.2(V) P用=4384(W)
降压变压器
例1:U用=140(V) P用=2800(W)
课后问题与练习 同步训练
课后作业:
5.5电能的输送
发电站
远距离
用户(负载)
一、输送电能的基本要求: 可靠、保质、经济 可靠:能够保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质:保证电能的质量,即电压和频率稳定 经济:输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
二、输电线上的功率损失
问题1:为什么输电线上有电能损失?
r
U送
问题2:如何减少电能损失?
是不是输电电压越高越好?
思考
电压越高,对输电线路和变压器的要求越 高,建设费用越高。
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?
Hale Waihona Puke Baidu 练习: 输送10kw的电功率,采用400V的电压输电,输电线的总电阻 为10Ω,求
(1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压? (1)25A 250V 150V
(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?