物理选修高压输电课件

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。

二、电路符号图：

三、变压器的作用：

升高或降低交流电压，且

四、变压器的工作原理：互感。n1n2n1n2无铁芯有铁芯知识回顾一、变压器的构造：

由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的新课导入火力发电站火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。新课导入火力发电站火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核湖北火力发电厂贵溪火力发电厂重庆火力发电厂山东黄台火力发电厂湖北火力发电厂贵溪火力发电厂重庆火力发电厂山东黄台火力发电厂水力发电站水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。水力发电站水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又三峡水电站万安水电站三峡水电站万安水电站风力发电站

风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可靠的输出。由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0％～100％不等。就几个风场而言，风速模式的地方性差异一般可以提供一些发电能力。虽然风力发电站安装容量的成本在降低，并与现在的燃煤发电相近（以元/兆瓦为单位），但其真正安全发电容量的成本是非常高的。风力发电站风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可新疆风力发电厂达坂城风力发电厂新疆风力发电厂达坂城风力发电厂潮汐发电站地热发电站核能发电垃圾焚烧发电站太阳能发电潮汐发电站地热发电站核垃圾焚烧发电站太

火力发电厂通常建在煤炭产地，水力发电厂则建在水力资源丰富的地方；但是电力用户可能在几百千米甚至几千千米之外，这就有输电的问题。输电时，导线上会有电能损失，损失的电能主要是由嗲牛的热效应引起的。怎样才能减少这种损失呢？让我们共同走入今天的学习！火力发电厂通常建在煤炭产地，水力发电厂则建在水力资源丰富３.５高压输电３.５高压输电教学目标知识与能力

1．知道“便于远距离输送”是电能的优点之一。知道输电的过程。了解远距离输电的原理。

2．理解各个物理量的概念及相互关系。

3．知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失。

4．理解为什么远距离输电要用高压。教学目标知识与能力

1．知道“便于远距离输送”是电能的优过程与方法

1．培养学生的阅读和自学能力。

2．通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考。

3．通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。

情感态度与价值观

通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民。过程与方法

1．培养学生的阅读和自学能力。

2．通过教学重难点重点

培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力。难点

1．高压输电的原理。

2．怎样减少电能输送时的损失。教学重难点重点

培养学生把物理规律应用于实际的能力和本章导航一．降低导线电阻二．降低输电电流三．电网供电本章导航一．降低导线电阻高压输电世界等级最高高压输电工程重庆开工高压输电世界等级最高高压输电工程重庆开工发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？

如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？通过电线输送发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？

如：葛洲坝电

存在的问题：由于导线上有电阻，所以输电时，在导线上就引起电流的热效应，从而导致电能的损失。存在的问题：由于导线上有电阻，所以输电时，在导远距离输电

1．面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热而损失掉。

2．发热损失电能的计算：P损=I2R

3．减小输电线上电能损失的办法：

由热功率计算公式可看出

（1）减小输电线的电阻;

（2)减小输送的电流；

（3）缩短通电时间（行不通）。远距离输电

1．面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的一．降低导线电阻一．降低导线电阻分析讨论：如何减小导线电阻？R=ρ．l/s在导线长度一定的情况下，要使导线的电阻小些，应该尽量采用导电性能好的材料做导线。还应该使导线粗一些。但是如果导线太粗，不仅要消耗大量金属材料，而且会给架线工作增加困难。分析讨论：如何减小导线电阻？R=ρ．l/s在导线长度一定

实际上：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。高压绞线的截图实际上：多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易二．降低输电电流二．降低输电电流分析讨论：

如何减小导线中的电流？注：发电机输出功率是一定的I=P/U由此可见：

增大输电线路中的电压可以有效的减小输电线路中的电流。分析讨论：

如何减小导线中的电流？注：发电机输出功率是一定此时电路中电能的损失就为：W损=Q=I2Rt=（P2/U2）Ｒt损失的功率：P损=I2R=（P2/U2）R此时电路中电能的损失就为：W损=Q=I2Rt=（P2/U2）探究为什么一定要用高电压输电？

下面，我们以一个实际问题为例，探讨高压输电的意义。

一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻式10Ω。当发电机接到输电线路的电压分别为5kV、50kV时，分别计算：

1．导线上的电流；

2．在导线上损失的热功率。探究为什么一定要用高电压输电？下面，我们以一个实际问题为【1】当U=5KV时，由P=UI

得I=P/U=1000×103/5000=200A

当U=50KV时，由P=UI得I=P/U=1000×103/5000=20A【2】当U=5KV时，由P=I2R

得P=（200）2×10=400KW

当U=50KV时，由P=UI

得P=（20）2×10=4KW解析：【1】当U=5KV时，由P=UI

得I=P/U=1思考：是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适的输电电压。

若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的1/1002倍。思考：是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压过高，会我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压，少数线路已经采用550KV一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。注意：我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电U1U2U3

U4发电站升压变压器高压输电线路降压变压器

用电单位

输电示意图U1U2U3U4发电站升压变压器高压输电线路降压变压器输送距离送电电压送电方式100KW以下几百米以内220V低压送电几千千瓦～几万千瓦几十千米～上百千米35kv或者110kv高压送电10万千瓦以上几百千米以上220kv或更高超高压送电输送功率实际采用的几种输电方式输送距离送电电压送电方式100KW以下几百米以内220V低压三．电网供电三．电网供电

1．将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。

2．现在，有的还与外国联网，形成国际化的电网。3．优点：

（1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本

（2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡使电力供应更加可靠、质量更高。电网供电1．将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性一、输电导线发热损失电能的计算：P损=I2R

二、减少输电导线发热损失电能的方法：

减小输电线的R和I

三、减小输电线的电阻的方法：

1、选用电阻率小的金属作导线材料

2、增大导线的横截面

3、综合：多股绞线——钢芯铝线

四、减小输电线的电流方法——提高输电电压

P输=ＵＩ

五、高压输电全过程；示意图和有关计算

六、电网供电：

网络化，国际化。经济、可靠、质量高课堂小结一、输电导线发热损失电能的计算：P损=I2R

二、减少输电导课堂练习

1．利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kw，电压为800V，若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）AA．1kwB．1.6×103kw

C．1.6kwD．10kw课堂练习1．利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路教材习题答案1．答：在输送一定功率的电能时，所用电压越高，导线中的电流越小。由焦耳定律可知，输电导线上的能量损失跟导线中电流大小的平方成正比。可见采用高压输电，可以大大减少电能输送过程中的损失。

2．答：一个电厂的发电机启动后，送出的电能时恒定的。一批用电户消耗的电能是不稳定的，供需之间的矛盾常常发生。

3．略。

4．略。教材习题答案1．答：在输送一定功率的电能时，所再见再见一、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。

二、电路符号图：

三、变压器的作用：

升高或降低交流电压，且

四、变压器的工作原理：互感。n1n2n1n2无铁芯有铁芯知识回顾一、变压器的构造：

由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的新课导入火力发电站火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。新课导入火力发电站火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核湖北火力发电厂贵溪火力发电厂重庆火力发电厂山东黄台火力发电厂湖北火力发电厂贵溪火力发电厂重庆火力发电厂山东黄台火力发电厂水力发电站水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。水力发电站水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又三峡水电站万安水电站三峡水电站万安水电站风力发电站

风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可靠的输出。由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0％～100％不等。就几个风场而言，风速模式的地方性差异一般可以提供一些发电能力。虽然风力发电站安装容量的成本在降低，并与现在的燃煤发电相近（以元/兆瓦为单位），但其真正安全发电容量的成本是非常高的。风力发电站风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可新疆风力发电厂达坂城风力发电厂新疆风力发电厂达坂城风力发电厂潮汐发电站地热发电站核能发电垃圾焚烧发电站太阳能发电潮汐发电站地热发电站核垃圾焚烧发电站太

火力发电厂通常建在煤炭产地，水力发电厂则建在水力资源丰富的地方；但是电力用户可能在几百千米甚至几千千米之外，这就有输电的问题。输电时，导线上会有电能损失，损失的电能主要是由嗲牛的热效应引起的。怎样才能减少这种损失呢？让我们共同走入今天的学习！火力发电厂通常建在煤炭产地，水力发电厂则建在水力资源丰富３.５高压输电３.５高压输电教学目标知识与能力

1．知道“便于远距离输送”是电能的优点之一。知道输电的过程。了解远距离输电的原理。

2．理解各个物理量的概念及相互关系。

3．知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失。

4．理解为什么远距离输电要用高压。教学目标知识与能力

1．知道“便于远距离输送”是电能的优过程与方法

1．培养学生的阅读和自学能力。

2．通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考。

3．通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。

情感态度与价值观

通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民。过程与方法

1．培养学生的阅读和自学能力。

2．通过教学重难点重点

培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力。难点

1．高压输电的原理。

2．怎样减少电能输送时的损失。教学重难点重点

培养学生把物理规律应用于实际的能力和本章导航一．降低导线电阻二．降低输电电流三．电网供电本章导航一．降低导线电阻高压输电世界等级最高高压输电工程重庆开工高压输电世界等级最高高压输电工程重庆开工发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？

如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？通过电线输送发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？

如：葛洲坝电

存在的问题：由于导线上有电阻，所以输电时，在导线上就引起电流的热效应，从而导致电能的损失。存在的问题：由于导线上有电阻，所以输电时，在导远距离输电

1．面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热而损失掉。

2．发热损失电能的计算：P损=I2R

3．减小输电线上电能损失的办法：

由热功率计算公式可看出

（1）减小输电线的电阻;

（2)减小输送的电流；

（3）缩短通电时间（行不通）。远距离输电

1．面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的一．降低导线电阻一．降低导线电阻分析讨论：如何减小导线电阻？R=ρ．l/s在导线长度一定的情况下，要使导线的电阻小些，应该尽量采用导电性能好的材料做导线。还应该使导线粗一些。但是如果导线太粗，不仅要消耗大量金属材料，而且会给架线工作增加困难。分析讨论：如何减小导线电阻？R=ρ．l/s在导线长度一定

实际上：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。高压绞线的截图实际上：多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易二．降低输电电流二．降低输电电流分析讨论：

如何减小导线中的电流？注：发电机输出功率是一定的I=P/U由此可见：

增大输电线路中的电压可以有效的减小输电线路中的电流。分析讨论：

如何减小导线中的电流？注：发电机输出功率是一定此时电路中电能的损失就为：W损=Q=I2Rt=（P2/U2）Ｒt损失的功率：P损=I2R=（P2/U2）R此时电路中电能的损失就为：W损=Q=I2Rt=（P2/U2）探究为什么一定要用高电压输电？

下面，我们以一个实际问题为例，探讨高压输电的意义。

一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻式10Ω。当发电机接到输电线路的电压分别为5kV、50kV时，分别计算：

1．导线上的电流；

2．在导线上损失的热功率。探究为什么一定要用高电压输电？下面，我们以一个实际问题为【1】当U=5KV时，由P=UI

得I=P/U=1000×103/5000=200A

当U=50KV时，由P=UI得I=P/U=1000×103/5000=20A【2】当U=5KV时，由P=I2R

得P=（200）2×10=400KW

当U=50KV时，由P=UI

得P=（20）2×10=4KW解析：【1】当U=5KV时，由P=UI

得I=P/U=1思考：是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适的输电电压。

若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的1/1002倍。思考：是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压过高，会我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压，少数线路已经采用550KV一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。注意：我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电U1U2U3

U4发电站升压变压器高压输电线路降压变压器

用电单位

输电示意图U1U2U3U4发电站升压变压器高压输电线路降压变压器输送距离送电电压送电方式100KW以下几百米以内220V低压送电几千千瓦～几万千瓦几十千米～上百千米35kv或者110kv高压送电10万千瓦以上几百千米以上220kv或更高超高压送电输送功率实际采用的几种输电方式输送距离送电电压送电方式100KW以下几百米以内220V低压三．