物理人教版（2019）选择性必修第二册 电能的输送

第三章

交变电流选修二第三章第四节2019人教版高中物理

3.4电能的输送【课标要求】知道远距离输电时通常采用高压输电的原因【学习目标】1.了解电能输送的基本要求，理解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径2.建立远距离输电模型，会对简单的远距离输电线路进行定量计算【学习重点】

高压输电的原理及各物理量的关系

【学习难点】

高压输电模型的建立及各物理量的关系原副线圈功率关系：原副线圈电压关系：原副线圈电流关系：理想变压器

原副线圈频率关系：f1=f2

我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区,而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？可靠指保证供电线路可靠地工作，故障少。保质保证电能的质量——电压和频率稳定。经济输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。一、电能的输送输送电能的基本要求

假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r。在图3.4-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r。1.怎样计算输电线路损失的功率？2.在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？3.通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？4.怎样计算用户消耗的功率P？5.在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？二、降低输电损耗的两个途径1、减小输电线电阻

rρ↓L↓S↑铜、银电阻率小，但昂贵.输电距离一定，不可变.耗费材料，架设困难.2、减小输电电流

I输电功率P=UI

一定，减小输电电流，就得提高输电电压.输电电压提高一倍，输电电流变为1/2，输电电线上损耗的功率变为1/4.【例1】（指向目标1）（多选）某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是(

)

A．据公式I＝P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20

B．据公式I＝U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍

C．据公式P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400

D．据公式P＝U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍

AC【变式1】（指向目标1）从发电站输出的功率为220kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用1100V和11kV两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。

远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，就要减小输电电流；为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。现代远距离输电的电压都很高。目前我国远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的特高压。思考：如何将电压升高，给用户提供电能时把高压再降为220v呢？变压器三、电能输送的模型10kV几百kV100kV10kV220V/380V电网供电三、电能输送的模型【例1】根据高压输电过程：1.试画出从发电站到用户之间的输电示意图。2.写出各电流的关系是什么？3.写出各电压的关系是什么？4.写出各功率的关系是什么？三、电能输送的模型升压变压器输电线降压变压器功率关系电压关系电流关系

【例2】（指向目标2）一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求：（1）升压变压器的副线圈两端电压；（2）输电导线上的功率损失；

（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4）用户得到的功率。

电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。

现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。采用电网送电，是输电技术的重要发展。这样可以在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益。电网可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡。使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，这就使得电气化社会的主要能源——电力的供应更加可靠，质量更高。四、电网供电

通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来四、电网供电五、STSE输电技术的发展交流输电的发展历程交流输电的不足直流高压输电的优点『判一判』(1)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。 (

)(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少输送电路的发热损耗。 (

)(3)高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好。 (

)(4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。 (

)(5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。 (

)(6)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。 (

)√

√√×

√×

【课堂检测】1.远距离输电中，当输送的电功率为P，输电电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为（输电线电阻不变），则输电电压应增为（）A.32U

B.16U C.8U

D.4UC【课堂检测】解析：2、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，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，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C．输电线上降落的电压将变为原来的1/2

D．输电线上损耗的电功率将变为原来的1/2C【课堂检测】3.［天津卷］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 （）D【课堂检测】4.

发电厂输出的交流电压为U=22kV，输送功率为P=2.2×106W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220V，发