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文档简介
1、3 章末总结,第3章 电能的输送与变压器,内容索引,网络构建,题型探究,达标检测,网络构建,1,电能的输送与变压器,功率损失_ 电压损失U损IR 高压输电原理,高压输电原理,基本规律,结构:原、副线圈、铁心 原理:电磁感应,理想变压器,电压关系:_ 电流关系:_ 功率关系: P1P2,电能的开发与利用,P损I2R,2,题型探究,一、电能输送中功率损失的计算,1.P损I2R. 2.在输电电流一定的情况下,如果电路的电阻减为原来的一半,则损失的功率变为原来的二分之一;在线路电阻不变的情况下,当电流为原来的一半,线路上损失的功率变为原来的四分之一. 3.由2可知,减小电流对降低损耗更有效. 4.PU
2、I. 5.由PUI可知I ,由此式可知,在电功率不变的前提下,升高电压,可减小输电电流.,例1某水电站,用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3106 kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是 A.输电线上输送的电流大小为2105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kW D.输电线上损失的功率为P ,U为输电电压,R为输电线的电阻,答案,解析,用500 kV电压输电时,输电线上的电流为 A6 000 A,A错;输电线上由电阻造成的损失电压为UIR6 0002.5 V15 kV,B
3、对; 若改用5 kV电压输电时,电能在输电线上损耗更大,但最多只能是3106 kW,不可能超过这个值,C错; 若用P 计算输电线上损失的功率,则U为输电线上损失的电压,而R为输电线的电阻,D错.,二、理想变压器的分析思路,4.动态分析变压器电路的思路可表示为,例2用一理想变压器给负载供电,变压器输入端的电压不变,如图1所示.开始时开关S是断开的.现将开关S闭合,则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是 A.V1、V2的示数不变,A1的示数增大, A2的示数减小,P入增大 B.V1、V2的示数不变,A1、A2的示数增大, P入增大 C.V1、V2的示数不变,A1、A2的示数减小,P入减小
4、 D.V1的示数不变,V2的示数增大,A1的示数减小,A2的示数增大,P入减小,图1,答案,解析,三、远距离输电电路中的各种关系 1.解决远距离输电问题时,应首先画出输电的电路图,如图2所示,并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.,图2,2.分析三个回路,在每个回路中,变压器的原线圈是回路的用电器,而相应的副线圈是下一个回路的电源. 3.综合运用下面三方面的知识求解 (1)能量守恒 PU1I1U2I2P用户P P P用户U3I3U4I4. (2)电路知识 U2UU3 UI2R,例3如图3所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流
5、是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I2.则,图3,答案,解析,例4交流发电机两端电压是220 V,输出功率为4 400 W,输电导线总电阻为2 .试求: (1)用户得到的电压和功率各多大?输电损失功率多大?,答案,解析,180 V3 600 W800 W,如图,由PIU得:,由UU用IR得:用户得到的电压为 U用UIR220 V202 V180 V 由PP用I2R得:用户得到的功率为 P用PI2R4 400 W2022 W3 600 W 输电损失功率为 P损I2R2022 W800 W,(2)若发电机输出端用110的升压变压器升压后,经同样输电导
6、线输送,再用101的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和功率又是多大?,图4,答案,解析,219.6 V 4 392 W,输电线路示意图如图所示,,因理想变压器不改变功率,即P2P,,U3U2I2R2 200 V22 V2 196 V,用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率,,达标检测,3,1.(电能输送中功率损失的计算)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和 分别为,答案,解析,1,2,
7、3,4,1,2,3,4,2.(理想变压器基本规律的应用)如图4所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为201,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则,图4,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(理想变压器的动态分析)(多选)如图5所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关.P是滑动变阻器R的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是 A.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a, 则R上消耗的功率减小 B.保持P的位置及U1不变,S由a切换到b, 则I2减小 C.保持P的位置及U1
8、不变,S由b切换到a,则I1增大 D.保持U1不变,S接在b端,将P向上滑动,则I1减小,图5,答案,解析,1,2,3,4,S由b切换a时,副线圈匝数增多,则输出电压U2增大,R消耗的功率增大,由变压器功率关系可知,其输入功率也增大,故I1增大,所以A错、C对; S由a切换到b时,副线圈匝数减少,则输出电压U2减少,I2减小,B对; P向上滑动时,R减小,I2增大,由电流与匝数的关系可知,I1增大,D错.,1,2,3,4,4.(远距离输电电器中的各种关系)一座小型水电站,水以3 m/s的速度流入水轮机,而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m,水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机.则(变压器为理想变压器,g取10 m/s2): (1)若发电机效率为80%,则发电机的输出功率多大?,答案,解析,每秒水流机械能损失为,所以P出12 kW.,1,2,3,4,12 kW,(2)若发电机的输出电压为240 V,输电线路上的电阻为
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