高中物5.5 电能的输送ppt课件

1、第五章第五章 交变电流交变电流 学案学案5 5 电能的保送电能的保送我们的生活离不开电能我们的生活离不开电能思索：什么地方在消费电能呢？思索：什么地方在消费电能呢？三峡水电站建成后，发电机组总功率为三峡水电站建成后，发电机组总功率为1820万千瓦，年万千瓦，年发电量为发电量为846.8亿千瓦时，将缓解我市的用电紧张问题。亿千瓦时，将缓解我市的用电紧张问题。三峡水电站向我市供电，怎样将电能保送过来呢？三峡水电站向我市供电，怎样将电能保送过来呢？用输电导线将发电机和用电器衔接起来用输电导线将发电机和用电器衔接起来一、提出问题一、提出问题发电机发电机我市用户我市用户输电导线输电导线假设教室一切用电器

2、额定总功率为假设教室一切用电器额定总功率为4.4kw，从三峡到我，从三峡到我校的输电线上的总电阻为校的输电线上的总电阻为10，发电机功率也为，发电机功率也为4.4kw，用用220v的电压保送，我教室用电器能正常任务吗？的电压保送，我教室用电器能正常任务吗？二、创设情境二、创设情境P用用=？U用用=？U发电机发电机用户用户P输输U输输RI观看视频并思索：为什么要进展农网改造呢？观看视频并思索：为什么要进展农网改造呢？三、发现问题三、发现问题 用户得到的电功率要远小于保送时用户得到的电功率要远小于保送时的电功率，呵斥了电资源的浪费，保送的电功率，呵斥了电资源的浪费，保送端用户用电器不能正常任务。端

3、用户用电器不能正常任务。输电线上有电输电线上有电阻阻四、分析问题四、分析问题1、电能主要在哪里损失？、电能主要在哪里损失？2、损失的电能如何来定量的表示？、损失的电能如何来定量的表示？Q=I2RTU发电机发电机用户用户P输输U输输RI = U2/RT= UIT热能耗费热能耗费焦耳定律焦耳定律远间隔保送交流电都采用高压输电我国正在研远间隔保送交流电都采用高压输电我国正在研讨用比讨用比330 kV高得多的电压进展输电采用高压高得多的电压进展输电采用高压输电的优点是输电的优点是()A可节省输电线的资料可节省输电线的资料B可根据需求调理交流电的频率可根据需求调理交流电的频率C可减小输电线上的能量损失可

4、减小输电线上的能量损失D可加快输电的速度可加快输电的速度 把功率为把功率为22KW的电能用总电阻为的电能用总电阻为2的导线保送到的导线保送到远方的用户，用远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功率为多的电压输电，导线损失的功率为多少？假设改用少？假设改用22KV的电压输电，导线损失的功率又为的电压输电，导线损失的功率又为多少？多少？22KV22KV输电，损失的功率为输电，损失的功率为 220V220V输电，损失的功率为输电，损失的功率为 W4104 W4 RUPP 2)(RUPP 2)( 减小保送电流的方法可以经过提高输电减小保送电流的方法可以经过提高输电电压来实现。电压来实现。五、探求

5、问题的处理方案五、探求问题的处理方案目的：减少远间隔输电过程中输电导线上的电能的目的：减少远间隔输电过程中输电导线上的电能的损失？损失？ 根据根据Q=I2RT，我们要减少，我们要减少Q。方案一：减少时间方案一：减少时间T方案二：减少电阻方案二：减少电阻R方案三：减少输电电流方案三：减少输电电流I： 减少导线电阻，由电阻定律：减少导线电阻，由电阻定律：SLR1 1减小输电线的长度减小输电线的长度L L可行吗？可行吗？减小输电线的长度减小输电线的长度L不可行，由于要保证输电不可行，由于要保证输电间隔。间隔。2 2减小资料的电阻率减小资料的电阻率。目前选用。目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。用电阻

6、电阻率较小的铜或铝作输电线。用电阻率更小的银可以吗？率更小的银可以吗？本钱太高本钱太高3 3添加输电线的横截面积又如何呢？添加输电线的横截面积又如何呢？添加导线的横截面积，可适当增大横添加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不能够，既不经济又架截面积。太粗不能够，既不经济又架设困难。设困难。假设电流减少了假设电流减少了 P损损=I2R线，功率损失大线，功率损失大大减少大减少 U损损=IR线，线， 电压损失大电压损失大大减少大减少方案三：方案三：此方案能大大减少输电线上的电压和电功率的此方案能大大减少输电线上的电压和电功率的损失，又不呵斥资料的浪费和架线的困难损失，又不呵斥资料的浪费和架线的

7、困难 六、方案的实施六、方案的实施1发电机输出功率发电机输出功率P一定，如何减少输电线上的电流？一定，如何减少输电线上的电流？发电机输出功率发电机输出功率P一定，要减少电流，根据一定，要减少电流，根据I=P/U，就要提高输电电压，采用高压输电就要提高输电电压，采用高压输电2如何获得高压来输电呢？如何获得高压来输电呢？3.保送到用户处时，如何运用电器正常任务呢？保送到用户处时，如何运用电器正常任务呢？4.请设计远间隔输电的整体流程图？请设计远间隔输电的整体流程图？用升压变压器用升压变压器n1n2p1p21122UnnUP2=P1用降压变压器用降压变压器n3n4p3p4用用户户433344PPUn

8、nU远间隔输电流程简图：远间隔输电流程简图：P1P2P3P4I1I2I3I4请同窗们试着分析：请同窗们试着分析：1各个功率之间的关系各个功率之间的关系2 2各个电压之间的关系各个电压之间的关系3 3各个电流之间的关系各个电流之间的关系是不是输电电压越高越好？ 电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建立费用越高。实践保送电能时，要综合思索，如保送功率的大小、间隔的远近、技术和经济要求等，要按照不同情况选择适宜的输电电压。 电网供电电网供电低压输电线路：低压输电线路： 输电电压输电电压220V-输电功率输电功率100kW以下，以下， 间隔为几间隔为几 百米以内。百米以内。高压输电线路：高压输电线

9、路： 输电电压输电电压35kV或或110kV-输电功率输电功率100kW以下，以下， 间隔为几十千米到上百千米。间隔为几十千米到上百千米。超高压输电线路：超高压输电线路： 输电电压输电电压220kV以上以上-输电功率输电功率10万万kW以上，以上， 距距 离为几百千米。离为几百千米。电网供电电网供电输电过程表示图电网供电电网供电 采用电网供电的优点： 可以在能源产地运用大容量发电机组，降低一次能源的保送本钱，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地域电力供需平衡，保证供电质量。电网供电电网供电在如下图的远间隔输电电路图中，升压变压器和降压变压器均在如下图的远间隔输电电路图中

10、，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，以下说法中正确的有着发电厂输出功率的增大，以下说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大输电线上损耗的功率占总功率的比例增大升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，A错误；错误；IP/U，U损损IR线，线，U3

11、U2U损，因损，因P变大，变大，I变大，所以变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压损变大，所以降压变压器初级电压U3变小，变小，B错误；错误；P损损(P/U)2R线，因线，因P变大，所以变大，所以P损变大，损变大，C正确；正确；某小型实验水电站输出功率是某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是，输电线路总电阻是6 .(1)假设采用假设采用380 V输电，求输电线路损耗的功率输电，求输电线路损耗的功率(2)假设改用假设改用5 000 V高压输电，用户端利用高压输电，用户端利用n1 n222 1的变压的变压器降压，求用户得到的电压器降压，求用户得到的电压(1)输电线上的电流为输电

12、线上的电流为IP/U52.63 A输电线路损耗的功率为输电线路损耗的功率为P线线I2R16.62 kW(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为改用高压输电后，输电线上的电流变为IP/U4 A用户端在变压器降压前获得的电压用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR4 976 V根据根据U1/U2n1/ n2用户得到的电压为用户得到的电压为U2n2U1/n1226.18 V1远间隔保送交流电都采用高压输电我国正远间隔保送交流电都采用高压输电我国正在研讨用比在研讨用比330 kV高得多的电压进展输电采用高得多的电压进展输电采用高压输电的优点是高压输电的优点是()A可节省输电线的资料可节省输电线的资料B

13、可根据需求调理交流电的频率可根据需求调理交流电的频率C可减小输电线上的能量损失可减小输电线上的能量损失D可加快输电的速度可加快输电的速度32021年年2月初低温雨雪冰冻呵斥我国东部部分地域停电，月初低温雨雪冰冻呵斥我国东部部分地域停电，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思绪：为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思绪：利用电流的热效应除冰假设在正常供电时，高压线上送电利用电流的热效应除冰假设在正常供电时，高压线上送电电压为电压为U，电流为，电流为I，热耗功率为，热耗功率为P；除冰时，输电线上的；除冰时，输电线上的热耗功率需变为热耗功率需变为9P，那么除冰时，那么除冰时(以为

14、输电功率和输电线电以为输电功率和输电线电阻不变阻不变)()A输电电流为输电电流为3IB输电电流为输电电流为9IC输电电压为输电电压为3U D输电电压为输电电压为U/3高压线上的热耗功率高压线上的热耗功率PI2R线线假设热耗功率变为假设热耗功率变为9P，那么，那么9PI2R线线由两式得由两式得I3I，A对；对；保送功率不变，即保送功率不变，即PUIUI，得，得UU/3，所以，所以D对对4.发电机的端电压为发电机的端电压为220 V，输，输出功率出功率44 kW，输电导线的电，输电导线的电阻为阻为0.2 ，假设用初、次级线，假设用初、次级线圈匝数之比为圈匝数之比为1 10的升压变压的升压变压器升压

15、，经输电线后，再用初、器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为次级线圈匝数比为10 1的降压的降压变压器降压供应用户变压器降压供应用户(1)画出全过程的线路表示图；画出全过程的线路表示图；(2)求用户得到的电压和功率；求用户得到的电压和功率；(3)假设不经过变压而直接送到假设不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功用户，求用户得到的电压和功率率(1)表示图如下图表示图如下图 4.发电机的端电压为发电机的端电压为220 V，输，输出功率出功率44 kW，输电导线的电，输电导线的电阻为阻为0.2 ，假设用初、次级线，假设用初、次级线圈匝数之比为圈匝数之比为1 10的升压变压的升压变压器升压，经输电线后，再用初、器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为次级线圈匝数比为10 1的降压的降压变压器降压供应用户变压器降压供应用户(1)画出全过程的线路表示图；画出全过程的线路表示图；(2)求用户得到的电压和功率；求用户得到的电压和功率；(3)假设不经过变压而直接送到假设不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功用户，求用户得到的电压和功率率(3)那么输电电流那么输电电流IP/U12