15交流电,远距离输电

1、5电能的输送一、远距离输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个做题技巧：输电电压是指？高压输电的电压匝数和电压电流还是成正比反比损失功率，损失电压的求法，损失功率和损失电压和其他物理量的关系用户电阻变小什么物理量怎么变，什么物理量不变理解题意，用题中的条件结合学过的知识去解答(1)功率关系:(2)电压关系:Ui=QiU2n2U3n3忒=苔，a.回路.图2图2图2发电站远距离输电过程的几个基本关系:2Pl=P2,P2=P一线+P3,P3=P4,P线=I2AU=I2R.(3)电流关系：nili=nl2，即|2=点必13=财4，即

2、艾12=号=M=言.一、输电线上功率损失的计算输电线路上的功率损失，主要是输电线电阻发热造成的损失.常用计算公式：(1) P=I2R其中I为输电线路上的电流.(2) E=AUI,其中AU为输电线上的电压损失AU=IR.(3) 减少电压、功率损失的方法： 减小电阻：由R=p*可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻.S提高输送电压：由P=UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流,即采用高压输电.(多选)1远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(不考虑电抗产生的损失)，一，1，一，1A.功率损失是原来的-

3、B.功率损失是原来的普，1一，、C.电压损失是原来的-D.电压损失是原来的n倍中国已投产运行的1000kV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500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为PPA.-B."2C.2PD.4P输电导线的总电阻为R,输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为.A.U1：U2B.U12：U22C.U22：U12D.U2：U1输电线路的总电阻为R,发电站输出功率为P,输

4、电电压为U,则用户得到的功率为.P2A.PB.P-(-)R2CP-玲D.(U)2R(多选)如图5为远距离输电示意图，发电机的输出电压U和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变,且n：n2=n4:山.当用户用电器的总电阻减少时I初凌m器A. 用户的总电流和电阻r的电流(输电电流)都变大B. 用户的电压U4增加所以由?=i2r，得电阻变为n分之一，损失的功率变为n分之一，但是电压变为n倍或者电流变为n分之一(可以通过调整匝数比)，损失的功率变为n方分之一倍C. 输电线上的损失功率增大用户消耗的功率等于发电机的输出功率6.（2012天津高考）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

5、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P,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Pi和#分别为.P1损耗的功率（”=i2r）增大，选项c正确；输电线上损耗的功率冲=i2r=S但输电线上损耗的功率APR占总功率的比例声=/输，选项D正确.-8.如图3所示为远距离高压输电的示意图.关于远距离输电，下列表述正确的是远盹直成压PR1P2_1A.kU，nB.(ki?R，nPR1P2-1c.kUrnD.(ki?R，2n答案：D图3解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，U=kU,此时输电线上的电流I=片，线路损耗的功率PkUcP2RP2R

6、F2=R=二U，当匝数比为nk时，线路损耗的功率p2=飞矿'则FF'D选项正确。-7.（多选）在如图6所示的远距离输电电路图中，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，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）升玉您Mi器降压变匝器图6升压变压器的输出电压增大降压变压器的输出电压增大输电线上损耗的功率增大输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案CDA.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小高压输电必须综合考虑各种因素，

7、不一定是电压越高越好答案ABD解析依据输电原理，电路中的功率损耗?=I2R线，而R线=$,'增大输电导线的横截面积，可减小输S电线的电阻，从而能够减小输电过程中的电能损失，选项A正确；由P输=UI知，在输送功率P输一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流I越小，则电路中的功率损耗越小，选项B正确；若输送电压一定，输送功率P输越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，选项C错误；因为输电电压越高，对于安全和技术的要求也越高，因此并不是输电电压越高越好，高压输电必须综合考虑各种因素，选项D正确.解析发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项A错误；随着发电厂输出功

8、率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压（出=IR）增大，降压变压器的输入电压减小,9.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图6所示的风车阵中发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线总电阻为10Q若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求：降压变压器的输出电压减小，选项B错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上分之几?(1) 画出此输电线路的示意图；在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;用户得到的电功率.答案(1)见解析图(2)1:20240:11(3)96kW解析(1)如图所示1答案(1)250

9、0A(2)1.25X108W-'4(3)1000A2X107W土8解析(1)由P=UI得I=-=2x105V=2500A(2)输电线损失的功率P损=px4%=100kWX4%=4kW.输电线电流2P损I2=34X1010A=20A.升压变压器输出电压3U2=p=V=5X103V.I220升压变压器原、副线圈匝数比:(2)输电线上损失的功率AP=I22r=25002x2X10W=1.25X108W冲1.25X108W1-5X108W=4P5X108Wj=5x105V=1000A损失功率与输出功率之比为p(3)将电压升高至50万伏时，I输电线上损失的功率AP'=I22r=10002

10、X2X10W=2X107w损失功率与输出功率之比为2X107W_1_P5108W25.11.(14分)一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为500V，现用电阻率为1.8X108Q-ip横截面积为105m2的输电线向4X103m远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不得超过发电机总功率的4%,求:(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?如果用户用电器的额定电压为220V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?n1U1250V1n2U25000V20.电压损失U损=I2R线=20X10V=200V.(3)想一想，当深夜接入电路的用电器减少

11、时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于220V?若用电器电路中电流为100A,求此时用电器两端的电压数值.降压变压器原线圈两端电压答案(1)1:12(2)288:11(3)大于220V227V解析(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为U3=U2U损=4800V.降压变压器原、副线圈匝数比D3山4800V240=n4U4220V11.(3)用户得到的电功率P用=PP损=96kW.10三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1) 若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几?若将电压升高至50万伏，输

12、电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几32l82X4X10r=底=1.8X108X亍q=14.4QS10由题意知P损=PX4%=(U)2r代入数据得U2=6000V升压变压器原、副线圈匝数比旦=以=500Vn2U26000V12'50、，U损=I2r=-X14.4V=240V3而U3=U2U损=6000V240V=5760Vns=虫=5760V=288nU4220V11降压变压器原、副线圈匝数比为288：11.(3)用电器总数减少时，用电器两端电压将增大由题知I4'=100A则由J=史=288I3n411-275所以i3=275275U损=I3r=772X14.4V=55V而5、U2不变U3=U2U损=(6000-55)V=5945VU3n3，n4U4=神3，n4U4=神3=.U4M11=X5945VQ227V.2888.12.一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压怛为500V,现用电阻率为1.810Qm横截面积为105m2的输电线向4刈0