电能的输送高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

沿海用电高峰情景引入第节4电能的输送高中物理选择性必修第二册第三章一、输送电能的基本要求1可靠保证供电线路可靠地工作，故障少3经济输电线路建造和运行费用低，电能损耗少2保质保证电能的质量——电压和频率稳定

各种用电设备都是按照一定的工作电压设计的，电压过低或过高，用电器都不能正常工作，甚至会造成损坏。使用交流的用电器还要求频率稳定问题2：远距离输电中，输电线的电阻能忽略吗？问题3：输电线上有能量损失吗？问题1：两个相同的灯泡为什么亮度不同？

二、模拟远距离输电~S~S思考与讨论

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?输电线上的功率损失：P损＝I2r三、降低输电线路的损耗降低输电损耗的途径（1）减小输电线的电阻（2）减小输电导线中的电流三、降低输电线路的损耗降低输电损耗的途径（1）如何减小输电线电阻a.

减小材料的电阻率ρ

材料ρ/(Ω·m)材料ρ/(Ω·m)银1.6×10－8铁1.0×10－7铜1.7×10－8锰钢合金*4.4×10－7铝2.9×10－8镍铜合金**5.0×10－7钨5.3×10－8镍铬合金***1.0×10－6b.减小输电线的长度L：太粗不经济且架设困难c.增大横截面积S：工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种要素!（不可行）三、降低输电线路的损耗

（2）如何减小输电线中的电流a.减小输送功率b.提高输电电压降低输电损耗的途径（不可行）思考与讨论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?

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。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?因为：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.怎样计算用户消耗的功率P?5.在输送功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？

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。4

.

P用=UI5.

P输送=U输送I要想在输送功率不变的前提下降低电流I，那就要提高输送电压U输送当输送功率

P

、输电线电阻

r一定时，输电电压提到原来的

n倍，输电线上的功率损失降为原来的

。提高输电电压，是减少电能损失的最有效的办法。四、电网供电1.交流高压输电的基本环节

发电厂升压变压器降压变压器用户高压输电线输送过程图四、电网供电对高压输电(输送回路)中几个电压的理解(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。(2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。(3)损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(∆U＝U2－U3＝I2r=I3r=I线r)，形成的原因是输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。2.远距离输电过程分析基本关系式升压变压器降压变压器四、电网供电U2=∆U+U3传输过程电压关系升压变压器降压变压器电流关系I2=Ir=I3功率关系P1=P2P3=P4P2=P损+P3U1U2U3U4n1n2n3n4∆UP1P2P3P4P损I1

I3I4I2Ir四、电网供电四、电网供电高压输电，电压越高越好吗？10千伏几百千伏100千伏左右10千伏左右220伏3.一对一供电四、电网供电四、电网供电4.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优点：合理调度电力，减少断电风险我国的电网：国家电网南方电网要点总结基本要素可靠保质经济模拟远距离输电有损耗降低输电损耗的方式减小输电线的电阻减小输电线的电流功率一定电网供电3.4电能的输送高压输电发电厂交流变直流直流变交流用户高压输电STSE

输电技术的发展

长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响也不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电这个环节可以使用直流。直流输电需要专门的“整流设备”与“逆变设备”。(P66)新疆昌吉至安徽古泉段±1100kV特高压直流输电工程这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。

发电机两端的电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，两个变压器均为理想变压器.(1)画出全过程的线路示意图；例1线路示意图如图所示：(2)求用户得到的电压和功率；答案219.6V

4.392×104W

发电机两端的电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，两个变压器均为理想变压器.例1例1由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压U2＝

U1＝2200V.根据理想变压器P入＝P出，P损＝I22R线＝202×0.2W＝80W，U损＝I2R线＝20×0.2V＝4V.所以降压变压器原线圈的