3.4电能的输送ppt课件--（2019） 新人教版高中物理高二上学期选择性必修二.pptx

1、为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方.为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方.为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方.用电的地方却很多，例如用电的地方却很多，例如: 有的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，有的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉这就涉及电能的输送问题。及电能的输送问题。即即: 观看视频并思考：为什么要高压输电呢？观看视频并思考：为什么要高压输电呢？1. 电能输送的优点：电能输送的优点：2. 输

2、送电能的基本要求：输送电能的基本要求：可靠：可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。“方便和节约方便和节约”保质：保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济：经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。可靠、保质、经济可靠、保质、经济一、电能的输送一、电能的输送怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？ 思考：思考：r输电线输电线输电线输电线电电 源源用用 户户U送送电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压电源向外输电

3、时，其两端的电压即为输送电压 。输送电压：输送电压：电源对外发出的功率即输送功率。电源对外发出的功率即输送功率。 输送功率：输送功率：二、输电的模型二、输电的模型远距离大功率输电面临的困难是什么？远距离大功率输电面临的困难是什么？ 思考：思考：在输电线上有功率损失。在输电线上有功率损失。 1. 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？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？讨论与交流：讨论与交流：输电线有电阻输电线有电阻若输电电流为若输电电流为I，输电线的电阻为，输电线的电阻为r，则功率损失为，则功率损失为P=I2r若输送的功率为若输送的功率为P，输电电压为，输电电

4、压为U，电线的总长度为，电线的总长度为L，横截面积，横截面积为为S，电阻率为，电阻率为 ，则功率损失可表示为：则功率损失可表示为：.)(2SLUPP 三、降低能耗的两个途径三、降低能耗的两个途径3. 若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用 什么措施？什么措施？ 2. 降低输电损耗的途径是什么？降低输电损耗的途径是什么？ 由由P=I2r可知：可知：可减少功率损失。可减少功率损失。减少减少输电线的电阻输电线的电阻减少减少输电线的电流输电线的电流(3) (3) 减少材料的电阻率减少材料的电阻率 (1)(1)减少输电线的长度

5、减少输电线的长度L L(2) (2) 增加导线的横截面积增加导线的横截面积S S由由 可知：可知：SLR三、降低能耗的两个途径三、降低能耗的两个途径4. 若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？ 讨论与交流：讨论与交流：减小输送功率减小输送功率P由由 P=IU 可知：可知：提高输电电压提高输电电压U可减小输电电流。可减小输电电流。 由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输

6、电线上的功率损失。想一想：想一想：能否通过减小输送功率来减小输电电流？能否通过减小输送功率来减小输电电流？三、降低能耗的两个途径三、降低能耗的两个途径 远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是() A. 可节省输电线的材料可节省输电线的材料 B. 可根据需要调节交流电的频率可根据需要调节交流电的频率 C. 可减小输电线上的能量损失可减小输电线上的能量损失 D. 可加快输电的速度可加快输电的速度1 把功率为把功率为22KW的电能用总电阻为的电能用总电阻为

7、2的导线输送到远方的用户，的导线输送到远方的用户，用用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压输的电压输电，导线损失的功率又为多少？电，导线损失的功率又为多少？22KV输电，损失的功率为输电，损失的功率为 220V输电，损失的功率为输电，损失的功率为 W4102 W2 RUPP 2)(RUPP 2)( 减小输送电流的减小输送电流的方法方法可以通过可以通过提高输电电压提高输电电压来实现。来实现。总结：2远距离输电过程示意图远距离输电过程示意图四、电网供电四、电网供电1. 在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？在高压输

8、电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？14223UUUURIF用用线线 rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4功率关系：功率关系：电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：2121nnUU 1221nnII 4343nnUU 3443nnII 32II 32UUU 21PP 32PPP 43PP 四、电网供电四、电网供电 2. 在高压输电模型中，设发电机的输出功率为在高压输电模型中，设发电机的输出功率为P，输送电压为，输送电压为U1，输电线的电阻输电线的电阻r，升压变压器的原副线圈匝数分别为，升压变压器的原副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压，降压变压器原副线圈分别为器原副线圈

9、分别为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用户得到的功率和电压分别是多少？户得到的功率和电压分别是多少？14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4四、电网供电四、电网供电在发电机与升压变压器原线在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中圈组成的回路中 11UPI 由由 1221nnII 1212UPnnI RUPnn2121)( RIP22 输电线上输电线上 RUPnnPPPP2121)( 用用户户用户得到的功率用户得到的功率 RUnPnRIU1212 RUnPnnUnUUU12111223 )(1211123

10、43344RUnPnnUnnnnUnU 损失的电压损失的电压 四、电网供电四、电网供电1. 根据上述结果高压输电能否真的有效降低能量损耗及电压损耗？根据上述结果高压输电能否真的有效降低能量损耗及电压损耗？ 2. 是不是输电电压越高越好？为什么？是不是输电电压越高越好？为什么？ 讨论与交流：讨论与交流： 1. 由由 及及 可知：电压越高，功可知：电压越高，功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。RUPnnP2121)( RUnPnU121 2. 不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用不是。电压越高，对输电线路和变压器的

11、要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。 四、电网供电四、电网供电阅读与思考：阅读与思考：1. 常用的输电模式有几种？各是什么？常用的输电模式有几种？各是什么？2. 我国远距离输电采用的电压有哪几种？我国远距离输电采用的电压有哪几种？低压输电：低压输电：输电功率为输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般以下，距离为几百米以内，一般 采用采用220 V的电压输电。的电压输电。高压

12、输电：高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到 几百千米，一般采用几百千米，一般采用35 kV或或110 kV的电压输电。的电压输电。超高压输电：超高压输电：输电功率为输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须万千瓦以上，距离为几百千米，必须 采用采用220 kV或更高的电压输电。或更高的电压输电。 有有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用，输电干线采用500 kV超高压，西北超高压，西北电网的电压甚至达到电网的电压甚至达到750 kV。四、电网供电四、电网供电采用电网供电的优点是什么？采用电网供电的优点是什么

13、？ 阅读与思考：阅读与思考： 可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。不同地区电力供需平衡，保障供电质量。四、电网供电四、电网供电远距离输电示意图远距离输电示意图 把功率为把功率为22KW的电能用总电阻为的电能用总电阻为2的导线输送到远方的用户，的导线输送到远方的用户，用用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压输的

14、电压输电，导线损失的功率又为多少？电，导线损失的功率又为多少？22KV输电，损失的功率为输电，损失的功率为 220V输电，损失的功率为输电，损失的功率为 W4102 W2 RUPP 2)(RUPP 2)( 减小输送电流的减小输送电流的方法方法可以通过可以通过提高输电电压提高输电电压来实现。来实现。总结：2 在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有出功率的增大，下列说

15、法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大输电线上损耗的功率占总功率的比例增大3例例4.发电机的端电压为发电机的端电压为220 V，输出功，输出功率率44 kW，输电导线的电阻为，输电导线的电阻为0.2 ，如果用初、次级线圈匝数之比为如果用初、次级线圈匝数之比为1 10的升压变压器升压，经输电线后，再的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为用初、次级线圈匝数比为10 1的降压的降压变压器降压供给用户变压器降压供给用户(1)画

16、出全过程的线路示意图；画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；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，求若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率用户得到的电压和功率 (1)示意图如图所示示意图如图所示 4例例4.发电机的端电压为发电机的端电压为220 V，输出功，输出功率率44 kW，输电导线的电阻为，输电导线的电阻为0.2 ，如果用初、次级线圈匝数之比为如果用初、次级线圈匝数之比为1 10的升压变压器升压，经输电线后，再的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为用初、次级线圈匝数比为10 1的降压的降压变压器降压供给用户变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路示意图；画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；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，求若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率用户得到的电压和功率 4(3)则输电电流则输电电流IP/U1200 A.输电线路上的电压损失输电线路上的电压损失UIR线线40 V.所以用户得到的电压所以用户得到的电压U2U1U180 V用户得到的功率为用户得到的功率为PU2I3.6104 W.