【优化方案】高中物理 第3节 电能的远距离传输课件

第3节电能的远距离传输课标定位学习目标：1.知道“便于远距离输送”是电能的优点之一，知道输电过程．2．理解为什么远距离输电要用高压．3．知道输电线上电压和电功率的损失和如何减少损失．重点难点：高压输电的原理及功率损耗计算．

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第3节课前自主学案课前自主学案一、为什么要采用高压输电1．电功率损失：电流流过输电导线时，电流的热效应会引发_______的损失．损失的电功率P＝_____，即在输电线路上由于发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比．因此，可以考虑通过减小输电线____或减小输送_____来减少电能输送时的电功率损失．电功率I2R电阻电流2．电压损失：导线有电阻，输电线上______损失(损失的电压U＝IR)，使得用电设备两端的电压比供电电压____对于交流输电线路，______和_____

(总称为电抗)也会造成电压损失．在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取_____输电电流的方法．电压低．感抗容抗减小3．高压输电：减小______就要增粗导线，增粗导线又带来两个不利：其一，耗费更多的金属材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有_____输电电流才会避免上述问题．由P＝UI可知，在保证输送电功率P不变的情况下，必须提高输送_______，才能减小电流I.输送一定功率的电能，输送电压越高，输电线中电流越小，导线因发热而损耗的电能就越____，输送线路中电压的损失也就越_____电阻减小电压U少小．思考感悟二、高压交流输电1．在发电站内要使用_____________，将电压提升，然后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求再用___________，经2～3次降压，才输送给用户．2．现代供电系统把许多发电站连为一体，构成庞大的交流输电网，这就要求电网中的每台发电机发出的交流电并网时必须做到同步，即交变电流的_____必须相同．并联输电线中的交变电流的_____必须相同．升压变压器降压变压器频率相位三、高压直流输电1．高压直流输电系统主要由_______、直流线路和________三部分构成．实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线．2．在电能的传输方面，高压直流输电比高压交流输电有许多优越性：第一，使用的输电线材料方面直流比交流可以节省_____，电杆塔结构也比交流电简单且省地；第二，稳定的直流输电不存在_____________引起的损耗；第三，不需考虑电网中的各台交流发电机的______运行问题．虽然优点多多，但在换流设备的制造、价格等方面还存在问题．整流站逆变站1/3感抗和容抗同步核心要点突破即时应应用(即时突突破，，小试试牛刀刀)1．(2011年台州州高二二检测测)在远距距离输输电过过程中中，为为减少少输电电线路路上的的电能能损失失，可可采用用的最最佳方方法是是()A．使输输电线线粗一一些B．减短短输电电线长长度C．减少少通电电时间间D．采用用高压压输电电解析：：选D.减小输输电线线的长长度不不可行行，因因为要要保证证输电电距离离．采采用直直径更更大的的导线线，可可适当当增大大横截截面积积，太太粗不不可能能，既既不经经济又又架设设困难难．减减少用用电时时间也也不可可以，，要保保障工工农业业生产产及居居民正正常生生活用用电．．提高高输电电电压压，减减小输输电线线上的的电流流是减减少电电能损损失的的最佳佳方法法，选选D.二、含含变压压器在在内的的高压压输电电线路路的分分析与与计算算1．输电电过程程如图图4－3－1所示．．电路路被划划分为为三个个独立立的回回路，，在每每个回回路中中，变变压器器的原原线圈圈是回回路的的用电电器，，而相相应的的副线线圈是是下一一个回回路的的电源源，每每个回回路均均可以以应用用闭合合电路路欧姆姆定律律，串串、并并联电电路规规律，，而变变压器器的电电压、、电流流、功功率关关系是是联系系不同同回路路的桥桥梁．．图4－3－1特别提醒醒：(1)用户消耗耗的功率率决定输输送功率率，即用用户和线线路总共共消耗多多少功率率，发电电站就输输送多少少功率，，这是能能量守恒恒定律和和变压器器原理的的体现．．(2)抓住输电电的两头头——电源和用用电器；；分析一一条线——输电线；；研究两两次电压压变换——升压变压压器和降降压变压压器．(3)注意输送送电压(功率)、损失电电压(功率)、用户电电压(功率)三者区别别和数量量关系．．即时应用用(即时突破破，小试试牛刀)2．如图4－3－2为远距离离输电线线路的示示意图，，若发电电机的输输出电压压不变，，则下列列叙述中中正确的的是()图4－3－2A．升压变变压器的的原线圈圈中的电电流与用用户用电电设备消消耗的功功率无关关B．输电线线中的电电流只由由升压变变压器原原、副线线圈的匝匝数比决决定C．当用户户用电器器的总电电阻减小小时，输输电线上上损失的的功率增增大D．升压变变压器的的输出电电压等于于降压变变压器的的输入电电压课堂互动讲练类型一输电线上电压损失和功率损失例1某发电站站的输出出功率为为104kW，输出电电压为4kV，通过理理想变压压器升压压后向80km远处用户户供电．．已知输输电线的的电阻率率为ρ＝2.4××10－8Ω·m，导线横横截面积积为1.5××10－4m2，输电线线路损失失的功率率为输出出功率的的4%，求：(1)升压变压压器的输输出电压压；(2)输电线路路上的电电压损失失．(2)输电线路上的的电压损失U损＝I·2r＝125×12.8×2V＝3.2kV.【答案】(1)80kV(2)3.2kV【方法总结】远距离输电中中，必须区分分输电电压及及输电导线上上的损失电压压，输电导线线损失功率就就是由于其电电阻R发热损失的功功率，计算时时要紧扣P损＝I2R去思考．发电机的端电电压220V，输出电功率率44kW，输电导线的的电阻为0.2Ω，如果用初、、次级匝数之之比为1∶10的升压变压器器升压，经输输电线后，再再用初、次级级匝数比为10∶1的降压变压器器降压供给用用户．(1)画出全过程的的输电线路示示意图．(2)求用户得到的的电压和功率率．类型二远距离输电问题的分析例2【思路点拨】远距离输电问问题，先画出出示意图，抓抓住功率、电电压、电流、、电阻之间的的关系，列出出相应方程，，然后求解．．【自主解答】(1)输电线路示意意图如图4－3－3所示．图4－3－3