学年高中物理鲁科版选修3-2第4章4-3电能的远距离传输1

第3节电能的远距离传输电压

频率

电阻

升压

断电

电力供需

整流器

逆变器

一、远距离输电损耗的产生及减损方法1．输电导线上的功率损失(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为ΔP＝I2R(2)减小输电线上功率损失的方法．2．输电线上的电压损失(1)电压损失ΔU输电线路始端电压U跟末端电压U′的差值，称为输电线路上的电压损失，ΔU＝U－U′，如图4－3－2所示．(2)造成电压损失的因素①输电线电阻造成电压损失．②输电线的感抗和容抗造成电压损失．注高中阶段在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失．减小输电线路上电压损失的方法①减小输电线电阻R用增大输电导线的横截面积来减小电阻对低压照明电路有效，对高压输电线路效果不佳．②减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施．高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压．二、远距离输电的流程及基本关系1．输电线路的构成由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器，用电器构成．如图4－3－3所示，由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降压变压器降到用户所需的电压．2．电网供电(1)电网通过网状的输电线、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．(2)优点①经济——便于使用大容量发电机组，降低运输成本；②保质——减少断电风险，调剂供需平衡；③可靠——根据不同“电源”的特点，合理调度电力．3．远距离输电的基本关系三、高压直流输电1．高压直流输电(1)高压直流输电系统主要由整流站、直流线路和逆变站三部分组成．(2)高压直流输电系统原理图(如图4－3－4所示)．【典例1】

在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的功率为ΔP，用户得到的功率为P′，则下列关系式正确的是(

)．答案BD【典例2】

发电机的端电压为220V，输出功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(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．思路点拨画好电路图，将各物理量在图上标准确，然后理解各物理量之间的关系．解析(1)示意图如下图所示．答案见解析借题发挥处理远距离输电问题，首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．其次解题时要抓“两头”——电源、用电器．要注意“中间一条线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立的回路．以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来，抓住P入＝P出，利用变压比、变流比等规律进行分析与计算．【变式2】

某小水电站发电机输出的电功率为100kW，输出电压250V，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？电能输送中电压损失和电功率损失的计算1．在电能输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率(

)．A．和输送电线上电压的平方成反比B．和输送电流的平方成反比C．和输送电线上的电压降的平方成正比D．和输送电流的平方成正比2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压