《电能的远距离输送》示范课教学课件【物理鲁科版高中选择性必修第二册（新课标）】

第三章交变电流与远距离输电4电能的远距离输送新课引入三峡水电站新疆风力发电站大亚湾核电站能源丰富有利开发能源缺乏用电量大电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。新课引入输送电能的基本要求是可靠、保质、经济可靠，是指保证供电线路可靠地工作，故障少。保质，就是保证电能的质量——电压和频率稳定。经济，是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。一、降低输电损耗的两个途径输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压。输送功率：电源对外发出的功率即输送功率。一般情况下用户到电厂的距离很远，输电线上的电阻r比较大，所以输电线电阻r不能忽略。一、采用高压输电的原因1.为什么输电线上有电能损失?由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压。2.如何减少电能损失?(1)减小导线电阻(2)减小输电线中的电流一、采用高压输电的原因(1)减小导线电阻由电阻定律知：①减小材料的电阻率ρ，银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离。③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难。(2)减小输电线中的电流由P=IU可知，为了减小输电电流，减小输送功率P？提高输电电压U？哪一种方法更符合实际？

提高输电电压一、采用高压输电的原因计算：

把功率为22kW的电能用总电阻为2Ω的导线输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22kV的电压输电，导线损失的功率又为多少？采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施。二、高压交流输电1.输电过程示意图二、高压交流输电1.远距离输电的几个基本关系式二、高压交流输电3.电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。二、高压交流输电4.输电线上功率损失的两种方法注意区分两个电压：（1）输电电压(输电线始端的电压)U（2）输电线上的损失电压ΔU。易错点：二、高压交流输电5.处理远距离输电的方法技巧(1)画好一张图——远距离输电示意图(2)抓住电两端——发电站和用户(3)分析一条线——输电线(4)研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压(5)区分三个量——输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三、高压直流输电1.采用高压直流输电的原因

当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。2.高压直流输电系统的工作程序

交变电流升压后输送到整流器，把高压交变电流变换成高压直流电流，经由高压直流线路输送到用电地区后，逆变器将高压直流电流变换成高压交变电流，再经降压变压器降压。三、高压直流输电3.高压直流输电系统的优点①不存在感抗和容抗引起的损耗。②节省材料，输电结构简单，占地面积小。③不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。四、电能的利用与社会发展1．发电机、电动机在工业上的运用，克服了蒸汽机在使用过程中存在的不少难题，体现出许多优越性。与蒸汽机相比，电动机灵活、小巧、适应力强，更加广泛地应用于工业生产领域。四、电能的利用与社会发展2．目前使用的电能，主要来自热能、水能、原子能、风能等其他形式的能量，这些能量转换为电能都离不开发电机。火力发电，是利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能将水加热，产生高压水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能，再通过外电路把电能输送出去；水力发电和风力发电则是直接利用水和风带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能。高铁、动力机械等，都是利用电动机的通电线圈受到磁场的力的作用而发生转动，将电能转化为机械能。3．电能的利用提高了劳动生产率，解放了劳动者。典题剖析C典题剖析例2.发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电线电阻为0.4Ω(1)求用户得到的电压和电功率各是多少？(2)如果