物理1-1 3.45变压器 高压输电

而用电的地方却分布很广。城市、乡村、高山、 平原…… 有的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到 远方，即远距离输电。
一、远距离输电的主要问题
～U
用户 （负载）
发电站
导线是有电阻的，电流流过时，由于电 流的热效应而使导线发热，一部分电能 转化成热能而损失掉。
2 Q=I Rt
二、如何减少电能损失？
变压器在电路中的符号: U1 原线圈 铁芯 U2 副线圈
三、变压器的作用——改变交流电压
四、探究变压器两个线圈的电压关系
四、探究变压器两个线圈的电压关系
四、探究变压器两个线圈的电压关系
四、探究变压器两个线圈的电压关系-实验结果
1、关系：
U1 n1 = U 2 n2
2、升压变压器：能升高电压的。…… U 2> U 1
新课标高中物理选修1－1
3.4
变压器
变压器
二、变压器的结构
二、变压器的结构
变压器由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的原,副线圈 组成。或称初级、次级线圈。 铁芯由硅钢片 叠合而成，线圈由 漆包线绕成。 说明：原线圈 接前一级，副线圈 接下一级。
U1n1
n2 U 2
原线圈 闭合铁芯
副线圈
变压器的结构示意图
一、用电的问题 1、实际需要：输电距离达几千千米，输电电
压达几百源自文库V。
2、发电方面：大型发电机发出的电，按等级
一般有10.5kV、13.0KV、15.75KV和
18.0KV几种，不符合远距离送电的要求。
3、用电方面： 家里用的是220V，地铁机车的
电压是750V，手机充电器5V
困难：需要将电压变高或变低
这个过程叫互感。 线圈的各匝之间是串联的，每匝的感应电动势 加在一起就是整个线圈的感应电动势。因此，在同 一个铁芯上，匝数多的电压高。电压与匝数成正比。
小结
一、变压器的构造：由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的 原,副线圈组成。或称初级、次级线圈。 U1 n1
二、电路符号图：
n2 U2
三、 变压器的作用： 升高或降低交流电压，且 注意：不能改变直流电压！ 四、变压器的工作原理：互感。
当U=50kV时，由P=I2R 得 P=（20）2×10 W =4kW
（2）降低导线中的电流以降低输电损耗 注：发电机输出功率是一定的，由P=UI 知，要减少I，就必须提高输电电压U。 电路中电能的损失为：
W损
P 2 Q I Rt ( ) Rt U
2
损失的功率：
P 2 P损 I R （ ）R U
2 Q=I Rt
1、减小电阻R 措 施 2、减小电流I
3、缩短通电时间t
X
分析讨论：如何 （1 ）. 减小导线电阻 L 电阻的决定式： R ρ
ρ是导线的电阻率，L 是导线的长度，S是导线 的横截面积。
S
减少导线电阻的方法： ①缩短距离L—不可能 ②减少导线的电阻率ρ ③增加横截面积S 选用电阻率小的金属作导线材料。 （一般用铝或铜）
②增加横截面积S 例题：把功率200 kW电能用铝线送到10 km处，要使 功率损失10%，用110 V电压输电，导线横截面积多 大？ρ =2.9×10-8Ω ·m 解析：P损＝P×10%＝200000×10%=20000W 又 导线电流I＝P/U，导线长为两地距离2倍。
P 2 2L P损 I R ( ) ρ U S
国家为什么如此支持高压输 电？高压输电究竟有什么地方 如此的吸引我们?
为什么一定要用高电压输电？
解：1、当U=5kV时，由P=UI
得 I=P/U=1000×103/5000=200A
结论： 用高压输电可以大 大降低输电损耗!
当U=5kV时，由P=I2R 得 P=（200）2×10 W =400kW 当U=50kV时，由P=UI 得 I=P/U=1000×103/50000=20A
发 电 站
n2
U1
升压变压器
n1
U2
U3 U4
降压变压器 用 电 单 位
3、降压变压器：能降低电压的。 输电示 意图
高压输 电线路
五、变压器为什么能改变电压——工作原理
原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于 交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场 的强弱和方向也都在不断变化。副线圈与原线圈是 套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断 变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。
U1 n1 = U 2 n2
课堂练习和课外作业
【例2】一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与 220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯 泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为 ( ) A 36匝 B 72匝 C 720匝 D 1440匝 【例3】一理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440 匝，并接一个100Ω的负载电阻， （1）当原线圈接在44V直流电源电源上时，电压表示 数为________V. （2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数 为________V，.
3.4 变压器
教学目标
知识与能力： 了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交 流的电压。 • 由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个 线圈匝数的关系。 • 了解几种常见的变压器类型及其应用。 • 体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能 力 实验仪器： • 变压器、学生电源、灯泡
输电过程示意图
2
代入数据解得：S＝9.6m²。
太粗，不可能，既不经济又架设困难.
*增大导线的横截面-——多种困难
*实际是多股绞线拧成的，中心是钢线，它 的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝 线，不仅导电性能好，而且密度小，使输 电线不致太重。
《证券时报》
国资委 表态支持特高压输电项目 本报讯 国务院国资委副主任邵 宁昨日明确表示，国家电网公司发 展特高压输电项目，符合建设创新 型国家的要求，符合企业创新发展 的需要，国资委对此给予充分肯定 和支持。
高中物理新人教版 选修１-１系列课件
3.5
高压输电
教学目标
知识与能力： • 了解为什么用高压输电。 • 知道减少远距输送电能损失的主要途径。 • 了解电网在能源利用上的作用，认识科学 技术对人类生活的深远影响。 教学仪器： • 远距离输电模型
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
为了合理利用这些资源，发电站要修建在靠近这 些能源的地方。
2
例题1、：若输电电压提高为原来的100倍，则 输送过程中损失的功率变为原来的多少倍？