电能的输送

由 R 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
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讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用 什么措施？
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
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。
为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能的输送问题．即:
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一、电能的输送
1．电能输送的优点：
电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石 油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“方便和 节约”是它突出的优点．
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三、降低能耗的两个途径
思考： 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。
讨论与交流：
1、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？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一 部分电能转化为热能而损失掉。
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
想一想：
采用减小输电线电阻能否有效降低电压损失？
采用增大输电导线的面积来减小电阻，对低压 照明电路有效，在高压线路中因感抗、容抗造成 的电压损失比电阻造成的还要大，故这种方法对 高压输电来说效果不佳。
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五、高压输电
做一做：
从上述分析可知：无论是从减小输电线中的功 率损失还是减小电压损失方面看，在输电过程中都 需要提高电压，减小输电电流，但大型发电机发出 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？你能 设计一个高压输电模型吗？
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 P UI 可 知：线路中电流减为原来的一半，而损耗的功率减为原来的 四分之一。
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．
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四、输电线上的电压损耗的降低
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
P U1
)2
R
损失的电压
U
I2R
n1 P n2U1
R
U3
U2
U
n2U 1 n1
n1 P n2U 1
R
U4
n4U 3 n3
n4 ( n2U1 n1 P 第n317页n/共1 33页n2U1
R)
讨论与交流：
1、根据上述结果高压输电能否真的有效降 低能量损耗及电压损耗？
2、是不是输电电压越高越好？为什么？
220V输电，损失的功率为 22KV输电，损失的功率为
P ( P )2 R 4104W
U
P ( P )2 R 4W
U
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压 来实现。
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讨论与交流：
5、哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？ 举例说明。
由 P I 2r 可知，在输电电流一定的情况下，线路电阻 减为原来的一半，线路损耗的功率减为原来的一半。
若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L， 横截面积为S，电阻率为 ，则功率损失可表示为：P ( P )2 L .
US
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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
3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度 一定的情况下，应采用什么措施？
发电站
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Hale Waihona Puke Baidu用户
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
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高压输电
远距离输电过程示意图
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探究与交流：
1、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电 压和电流关系如何？
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F
U 1 n1
n2 U 2
U 3 n3
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想一想：
在各种金属中银的电阻率最小，但价格昂贵， 目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线，导线的横 截面积能否无限制地增大？
不能无限制地增大，因为这样会多耗费金属材料，同时 输电线太重不利于架线。
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做一做：
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线输送 到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功 率为多少？若改用22KV的电压输电，导线损失的功 率又为多少？
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
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在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由 I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上
P I1 U1
P
I
2 2
R
( n1 n2
P U1
)2 R
用户得到的功率
P用户
P
P
P
( n1 n2
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。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
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二、输电的模型
输电线 r
电
源 U送
用 户
输电线
输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。 输送功率： 电源对外发出的功率即输送功率。
n4 U 4
R用
功率关系： P1 P2 P2 P P3
电压关系：
U1 U2
n1 n2
U2 U U3
电流关系：
I1 n2 I2 n1
I2 I3
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P3 P4
U 3 n3 U 4 n4
I3 n4 I4 n3
探究与交流：
2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送电压为U1，输电线的电阻r，升压变压器的原 副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别 为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用 户得到的功率和电压分别是多少？
U用
用 户
造成电压损失的因素:
（1）输电线电阻造成电压损失 U U送 U用 Ir （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
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讨论与交流：
如何减小电压损失，保证输电质量呢？
由 U 可Ir知：
减少输电线的电阻 可减少电压损失。
减少输电线的电流