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1、3.1 高压输电原理 第3章 电能的输送与变压器 目标定位 1.掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径. 2.理解高压输电的原理. 3.会对简单的远距离输电线路进行定量计算. 内容索引 知识探究 新知探究 点点落实 达标检测 当堂检测 巩固反馈 知识探究 如图1所示，假定输电线路中的电流为I，两条导线的总电阻为R，在图中导线电阻集中画为R，输送功率为P，发电厂输出的电压为U.那么： 一、远距离输电为什么要用高电压 答案 图1 (1)远距离大功率输电面临的困难是什么？ 答案答案 在输电线上有功率损失. (2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ 答案
2、答案 由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因. 功率损失表达式：PI2R，所以降低输电损耗的两个途径为：减小输电线的电阻R；减小输电电流I. (3)为什么远距离输电必须用高压呢？ 答案 答案答案 因为发电厂的输出功率P是一定的， 由PUI得IPU， PP2U2R，要减小输电电流 I，必须提高输出电压 U. 要点总结要点总结 输电线上的电压损失和功率损失(设输电线的电阻为R，电流为I) 1.电压损失电压损失 输电线始端电压U与输电线末端电压U的差值.UUUIR. 2.功率损失功率损失 (1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应
3、引起功率损失，损失的电功率PI2R. (2)若输电线上损失的电压为U，则功率损失还可以表示为P_，P . U2R UI 3.减小电压减小电压、功率损失的方法功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻R 由R 可知，距离L一定时，使用电阻率 的材料， 导体横截面 积可以减小电阻. (2)减小输电电流I 由PUI可知，当输送功率一定时，P r， 电压可以减小电流. LS P2U2 小 增大 升高 延伸思考延伸思考 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？ 答案 答案答案 用电高峰期到用户家中的输电线电流I较大，输电线上损失的电压UIr较大，用户得到的电压UU较低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗.
4、典型例题典型例题 例例1 (多选)如图2所示为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是 图2 A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电 过程中的电能损失 B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路 的发热损耗 C.在输送电压一定时，输送的电功率越大， 输电过程中的电能损失越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 答案 解析 A.U21R B.U1U22R C.I2R D.I(U1U2) 例例2 发电厂发电机直接向学校供电，发电机输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则下列关于输电线损失的功率的式子中错误的是 答
5、案 解析 B中的(U1U2)是输电线上的电压，因此，B是正确的. C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D都是正确的. 解析解析 用P 求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线上的电压，故A是错误的. U2R 例例3 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦. (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？ 答案 解析 解析解析 由 PUI 得 IPU5108 W2105 V2 500 A 答案答案 2 500 A (2)若输出的电压为20万伏，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的百分比是多少？ 答案 解析
6、 损失功率与输出功率之比为PP1.2510851081425% 答案答案 1.25108 W 25% 解析解析 输电线上损失的功率PI2 2r2 5002210 W1.25108 W (3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的百分比是多少？ 答案 解析 解析解析 将电压升高至 50 万伏时，IPU5108 W5105 V1 000 A 答案答案 1 000 A 2107 W 4% 输电线上损失的功率PI2 2r1 0002210 W2107 W 损失功率与输出功率之比为PP210751081254% 针对训练针对训练 某水电站，用总电阻为2.
7、5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是 A.输电线上输送的电流大小为2.0105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kW D.输电线上损失的功率为P ，U为输电电压，R为输电线的电阻 U2R 答案 解析 二、交流输配电网 发电机发出的交变电流先送到 变电站，将电压 到220 kV以上，由高压输电线向远处输送.在用电区，先由第一级变电站将电压 到110 kV，再输送到第二级变电站，将电压 到10 kV，送到用电区.对普通生活用电，则还要用变压器进
8、一步将电压 到220 V. 升压 升高 降 降 降 达标检测 1.(降低输电损耗的途径降低输电损耗的途径)中央电视台焦点访谈多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化.近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有 A.提高输送功率 B.增大输送电流 C.提高输电电压 D.减小输电导线的横截面积 答案 1 2 3 4 解析解析 电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，减少损耗的途径： (1)减小输电导线中的电流，即可提高输电电压；(2)减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C正确. 解析 2.(输电线上功率损失的计算输电线上
9、功率损失的计算)(多选)在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图3所示，为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰.在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为9P，则除冰时 A.输电电流为3I B.输电电流为9I C.输电电压为3U D.输电电压为 U 答案 图3 1 2 3 4 解析 13 3.(输电线上功率损失的计算输电线上功率损失的计算)远距离输电，原来用电压U0输送，输电线上损失的功率为P0，现要使输电线路上损失的功率减少到原来的1%，在保持输送功率不变的情况下，输电电压变为_U0. 答案 1 2 3 4 解析 10 解析解析 设输送功率为 P，则 P0(PU0)2R线，0.01P0(PU)2R线，所以 U 10 U0. 1 2 3 4 4.(输电线上功率损失的计算输电线上功率损失的计算)一座小型发电站，用总电阻是0.5 的输电线把电输送给用户，发电站输送的电功率是20 kW.假如用250 V的电压输电，估算输电导线上的功率损失和用户得到的功率.假如改用500 V的电压输电，输电线上的功率损失和用户得到的功率又各是多少？ 答案 解析 答案答案 3.2 kW 16.8 kW 0.8 kW 19.2 kW
高中物理 第3章 电能的输送与变压器 3.1 高压输电原理课件 沪科选修32
