高中物理 第五章 交变电流 5 电能的输送课件 新人教版选修3-2

1、15电能的输送第五章交变电流21.了解远距离输电线路的基本构成.2.掌握远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.3.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算.目标定位3二、高压输电线路的分析与计算栏目索引一、降低输电损耗的两个途径对点检测 自查自纠4 一、降低输电损耗的两个途径n知识梳理1.输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有 .(2)保质：保证电能的质量 和 稳定.(3)经济：输电线路建造和运行的费用低， 损耗少.2.输电线上的功率损失(1)损失功率计算：P ，I为输电电流，R线为输电线的电阻.答案I2R线故障电压频率电能5(2)减小输电线上功率损失的

2、方法：减小输电线的电阻R线：由R线 得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以 ，增大S.减小输电电流I：由PUI得，在输送功率一定的情况下，提高_ ，即可减小 .采用 (选填“高”或“低”)压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施.答案高减小输电电压输电电流63.输电线上的电压损失(1)输电线路始端电压U跟末端电压U的差值，称为输电线上的电压损失，U ，如图1所示，电压损失还可以表示为UIR线 .(2)减少输电线上电压损失的方法：减小输电线的 .提高 .答案图1输送电压UU电阻7【深度思考】“提高电压，减小电流”与欧姆定律矛盾吗？答案答案不矛盾.欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律

3、，而“提高电压，减小电流”是从输送角度，由PUI，且P一定的条件下得出的结论，两者没有矛盾.答案8n典例精析例例1中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响.则()A.输电电流变为原来的2倍B.输电线上降落的电压将变为原来的2倍解析答案总结提升9答案答案C总结提升10总结提升(1)注意区别：输电电压U与输电线上降落的电压U；输电功率P与输电线上损失的功率P.(2)抓住不变量：输送电功率不变，由PUI判断出输电电流I的变

4、化，从而由UIR、PI2R判断U、P的变化.11返回解析答案总结提升例例2发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R线，通过输电线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )BCD12返回总结提升13 二、高压输电线路的分析与计算n知识梳理1.输送过程图(如图2所示)：图2(1)功率关系P1P2，P3P4，P2PP3能量守恒14(2)电压、电流关系U2UU3，I2I3I线串联电路中电压、电流关系2.特别强调：(2)输电线的电阻计算时，应注意输电线长度为距离的两倍.15【深度思考】答案16n典例精析例例3一台发电机最大输出功率为4 000 kW

5、、输出电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB.T2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VC.T1和T2的变压比分别为150和401D.有6104盏灯泡(220 V，60 W)正常发光解析答案总结提升17在远距离输电线路中由PU2I2和I线I2得U22105 V，由UI线R线，UU2U3可得T2原线圈电压为1.81

6、05 V，由于灯泡能正常发光，故T2副线圈电压为220 V，故选项B正确；由变压器变压特点知变压比与匝数成正比，故可得T1变压比为150，而T2的变压比为9 00011，故选项C错误；正常发光时每盏灯的功率为60 W，由90%PNP额，可得N6104盏，故选项D正确.答案答案ABD总结提升18总结提升远距离输电问题的四个关键：(1)画出一个模型远距离输电模型图.(2)抓住输电的两端电源和用电器.(3)分析两条导线输电导线.(4)研究两次电压变换升压和降压.19例例4发电机两端的电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数比为110的升压变压器升压，经输

7、电线后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户.(1)画出全过程的线路示意图；解析解析线路示意图如图所示.答案答案见解析解析答案20(2)求用户得到的电压和功率；解析答案21U损I2R线200.2 V4 V.所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为U3U2U损2 200 V4 V2 196 V，I3I220 A.解析答案22降压变压器副线圈的输出电压和电流为用户得到的功率为P4U4I4219.6200 W4.392104 W.答案答案见解析23解析解析若直接用220 V低压供电，线圈示意图如图所示，返回输电线路上的电压损失UIR线2000.2 V40 V.所以用户得到的电压U2U1

8、U220 V40 V180 V，用户得到的功率为PU2I180200 W3.6104 W.答案答案见解析解析答案(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率.24 对点检测 自查自纠1234解析答案1.(输电线上的损耗)(多选)某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为150的升压变压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是()251234选项B、D中的U2应为损失的电压，所以选项B、D错误.答案答案AC261234解析答案2.(输电线上的损耗)图3为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝

9、数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()图3271234答案答案C2812343.(远距离高压输电)(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()解析答案图4C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率291234考虑到输电线上有电功率的损失，可知D项对.答案答案AD3012344.(远距离高压输电)某小型水力发电站的发电输出功率为5104 W，发电机的输出电压为250 V，输电线总电阻R线5 .为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压为220 V，不计变压器的损失.求：(g取10 m/s2)