物理人教版（2019）选择性必修第二册3.4电能的输送（共26张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.4电能的输送（共26张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 11.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-25 19:22:42 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
秦山核电站
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.
内蒙古准格尔热电厂
为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方.
新疆达板城风力发电站
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，这就涉及电能的输送问题。即:
电能的输送
观看视频并思考：为什么要高压输电呢？
1. 电能输送的优点：
2. 输送电能的基本要求：
可靠：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”
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
可靠、保质、经济．
一、电能的输送
怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？
思考：
r
输电线
输电线
电 源
用 户
U送
电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。
输送电压：
电源对外发出的功率即输送功率。
输送功率：
二、输电的模型
远距离大功率输电面临的困难是什么？
思考：
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？
讨论与交流：
输电线有电阻
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为 ，则功率损失可表示为：
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
什么措施？
2. 降低输电损耗的途径是什么？
由ΔP=I2r可知：
可减少功率损失。
减少输电线的电阻
减少输电线的电流
(3) 减少材料的电阻率ρ
(1)减少输电线的长度L
(2) 增加导线的横截面积S
由 可知：
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？
讨论与交流：
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
提高输电电压U
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，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。
想一想：
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
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( )
A. 可节省输电线的材料
B. 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
D. 可加快输电的速度
1
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？
22KV输电，损失的功率为
220V输电，损失的功率为
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
总结：
2
远距离输电过程示意图
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？
1
4
2
2
3
U
U
U
U
R
I
F
用
线
r
I1
I3
I4
n1
n2
n3
n4
P1
P2
P3
P4
功率关系：
电压关系：
电流关系：
四、电网供电
2. 在高压输电模型中，设发电机的输出功率为P，输送电压为U1，输电线的电阻r，升压变压器的原副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别为n3，n4，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？
1
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2
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U
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I4
n1
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P1
P2
P3
P4
四、电网供电
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由
输电线上
用户得到的功率
损失的电压
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？
2. 是不是输电电压越高越好？为什么？
讨论与交流：
1. 由 及 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。
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。
四、电网供电
阅读与思考：
1. 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？
低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般
采用220 V的电压输电。
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
几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电。
超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须
采用220 kV或更高的电压输电。
有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV。
四、电网供电
采用电网供电的优点是什么？
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。
四、电网供电
远距离输电示意图
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？
22KV输电，损失的功率为
220V输电，损失的功率为
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
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( )
A．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
C．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
3
例4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，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，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图；
(2)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，求用户得到的电压和功率．
(1)示意图如图所示
4
例4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，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，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图；
(2)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，求用户得到的电压和功率．
4
(3)则输电电流I＝P/U1＝200 A.
输电线路上的电压损失
ΔU′＝I′R线＝40 V.
所以用户得到的电压
U′2＝U1－ΔU′＝180 V
用户得到的功率为
P＝U′2I＝3.6×104 W.
秦山核电站
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.
内蒙古准格尔热电厂
为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方.
新疆达板城风力发电站
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，这就涉及电能的输送问题。即:
电能的输送
观看视频并思考：为什么要高压输电呢？
1. 电能输送的优点：
2. 输送电能的基本要求：
可靠：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”
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
可靠、保质、经济．
一、电能的输送
怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？
思考：
r
输电线
输电线
电 源
用 户
U送
电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。
输送电压：
电源对外发出的功率即输送功率。
输送功率：
二、输电的模型
远距离大功率输电面临的困难是什么？
思考：
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？
讨论与交流：
输电线有电阻
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为 ，则功率损失可表示为：
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
什么措施？
2. 降低输电损耗的途径是什么？
由ΔP=I2r可知：
可减少功率损失。
减少输电线的电阻
减少输电线的电流
(3) 减少材料的电阻率ρ
(1)减少输电线的长度L
(2) 增加导线的横截面积S
由 可知：
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？
讨论与交流：
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
提高输电电压U
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，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。
想一想：
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
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( )
A. 可节省输电线的材料
B. 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
D. 可加快输电的速度
1
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？
22KV输电，损失的功率为
220V输电，损失的功率为
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
总结：
2
远距离输电过程示意图
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？
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功率关系：
电压关系：
电流关系：
四、电网供电
2. 在高压输电模型中，设发电机的输出功率为P，输送电压为U1，输电线的电阻r，升压变压器的原副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别为n3，n4，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？
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P1
P2
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四、电网供电
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由
输电线上
用户得到的功率
损失的电压
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？
2. 是不是输电电压越高越好？为什么？
讨论与交流：
1. 由 及 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。
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。
四、电网供电
阅读与思考：
1. 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？
低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般
采用220 V的电压输电。
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
几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电。
超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须
采用220 kV或更高的电压输电。
有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV。
四、电网供电
采用电网供电的优点是什么？
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。
四、电网供电
远距离输电示意图
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？
22KV输电，损失的功率为
220V输电，损失的功率为
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
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( )
A．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
C．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
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例4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，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，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图；
(2)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，求用户得到的电压和功率．
(1)示意图如图所示
4
例4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，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，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图；
(2)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，求用户得到的电压和功率．
4
(3)则输电电流I＝P/U1＝200 A.
输电线路上的电压损失
ΔU′＝I′R线＝40 V.
所以用户得到的电压
U′2＝U1－ΔU′＝180 V
用户得到的功率为
P＝U′2I＝3.6×104 W.