电能的输送 课件【知识精讲+备课精研+高效课堂】 人教版(2019)高中物理选择性必修二

横县百合完全中学：韦衍虎182761435373.4电能的输送问题导入

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?一、输送电能①可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电②保质：保证电能的质量（电压和频率稳定）③经济：输电线路建造和运行的成本低，电能损耗小便于远距离输送1.电能的优点：2.输送电能的基本要求：二、降低输电损耗的两个途径U用rUI发电厂~用户串联分压：1.功率和电压损失U损U=U损+U用U损=Ir电压损失：PP损P用能量守恒：P=P损+P用功率损失：P损=I2r注意：每根导线的电阻为r，则：U损=2Ir，P损=2I2r。2.降低输电损耗的两个途径P损＝I2r途径一：减少输电线的电阻rU用rUI发电厂~用户U损PP损P用途径二：减少输电线的电流I①减小材料的电阻率ρ：用铜或铝②减小输电线的长度L：③可适当增大导线横截面积S：途径一：减少输电线的电阻r不可行有一定限度思考与讨论途径二：减少输电线的电流I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为有效?4.怎样计算用户消耗的功率P?5.在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？1.P损=I2r2.电阻减半：3.减少电流对降低损耗更有效电流减半：思考与讨论4.P=P损+P用P用=P-P损P用=UI-I2r5.要想在用户得到的功率不变的前提下降低电流I，那就要提高输送电压U。3.高压输电P用=UI-I2rP损=I2rP=UI，P损变为1/n2。U提高n倍，I降低为1/n，p不变高压，可以击穿塑料10千伏几百千伏100千伏左右10千伏左右220伏三、电网供电发电机和变压器∶决定电压用户∶决定功率和电流缺陷：产能浪费1.一对一供电2.电网供电优点：合理调度电力，减少断电风险我国的电网：国家电网和南方电网。四、输电线路中的参量关系1.电压关系①升压变压器：

②降压变压器：③传输过程：

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U损P损升压变压器降压变压器U2=U损+U32.电流关系③传输过程：②降压变压器：①升压变压器：

I2=Ir=I3

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U损P损升压变压器降压变压器

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U损P损升压变压器降压变压器3.功率关系：①升压变压器：

P1=P2②降压变压器：P3=P4③传输过程：P2=P损+P3课堂练习

某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在輸电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算:(1)降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?(2)输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?(3)两个变压器的匝数比各应等于多少?解：如图所示：升压变压器，输入功率等于输出（送）功率：P1=P2=100KW。已知U1=250V，U4=220V，P损=5KW，P4=P用=95KW，r=8Ω。（1）降压变压器的输出电流（即为用户得到的电流）：输电线的电流：（2）输电线上损失的电压：U损=I2r=25×8=200V升压变压器的输出电压：（3）升压变压器的匝数比：降压变压器的输入电压：U3=U2-U损=4000-200=3800V升压变压器的匝数比：解题方法思路①画出供电图②以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析。③各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系，总功率不变等联系求解。课堂小结1.输送电能的要求：可靠、保质、经济2.功率和电压损失：U损=Ir，P损=I2r①减少输电线的电阻r②减少输电线的