3.4电能的输送 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(共15张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.4电能的输送 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(共15张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-05 20:05:36 | ||
图片预览
文档简介
(共15张PPT)
第三章 交变电流
4 电能的输送
一、降低输电损耗的两个途径
1.输送电能的基本要求
(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电
(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定.
(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少.
2.输电线上的功率损失
思考：为什么会有损失？
情景分析：如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).那么：
(1)用户两端的电压是多大？
(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？
(3)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？降低功率损耗有哪些途径？
减小输电线上功率损失的方法：
①减小输电线的电阻R线：由R线＝ρ 得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以 ，增大S.思考：现实性？
②减小输电电流I：由P＝UI得，在输送功率一定的情况下，提高_______ 即可减小 .
采用 压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施.
高
减小ρ
输电电压
输电电流
【深度思考】
提高电压，减小电流与欧姆定律矛盾吗？
不矛盾.欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压，减小电流”是从输送角度，由P＝UI，且P一定的条件下得出的结论，两者并不矛盾.分析时抓住输送功率不变
3.输电线上的电压损失
(1)输电线路始端电压U跟末端电压U′的差值，称为输电线上的电压损失，
ΔU＝ ，如图所示，电压损失还可以表示为ΔU＝IR线＝ .
U2-U3
例：发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R线，通过输电线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )
√
√
√
某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.
二、高压输电线路的分析与计算
1.三个回路单独分析
2.理想变压器的三个关系作为纽带
3.线圈可当做用电器或电源分析，可按直流电路进行电路分析
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)
第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3=I线
第三个回路：P4＝U4I4
负载对应用电器总功率
画回路电路图
解决远距离高压输电问题的做题步骤
1.画出远距离输电电路图和等效直流电路图，并将已知量和待求量
标在电路图的相应位置
2.理清三个回路各自公式
3.先分析单个回路再结合理想变压器三个关系推到每个回路
输电导线上损耗的电功率：
输电导线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
特别注意：
(2)输电线的电阻计算时，应注意输电线长度为距离的两倍.
(3)输电电压是不是越高越好？
例：一台发电机最大输出功率为4 000 kW、输出电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )
A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A
B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 V
C.T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1
D.有6×104盏灯泡(220 V，60 W)正常发光
√
√
√
作业：一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω， 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为多少？
原线圈在左回路当用电器分析
副线圈在右回路当电源分析
动态分析注意逻辑线
1.R-I副-I原-U原-U副
2.匝数比不变，原副线圈的电压和电流一定同增同减
3.恒定量最关键，用电流表读数表示出U的表达式
变式练：(多选)如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9 V 12 W”，当在该变压器cd端输入交变电压u(u－t图象如图乙所示)时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表.以下说法正确的是
A.a、b端输入电压的瞬时值表达式为
u＝27 sin 100πt(V)
B.原、副线圈匝数比为3∶1
C.流过灯泡L2的电流方向每秒改变50次
D.电流表的示数为4 A，ab端输入的功率Pab＝48 W
√
√
AC.等效电路图一定要分析清+f不变
AC.等效电路图+匝数比=电压比
D.闭合回路电流串并联+电路能量守恒
训练：如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1 一定，通过理想升压变压器T1 和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.下列说法正确的是
A.当用户的用电器增多时，U2减小
B.当用户的用电器增多时，P3减小
C.输电线上损失的功率为ΔP＝
D.用电器正常工作且，要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝
数比 ，同时应增大降压变压器的匝数比
√
A.匝数比U1不变,所以U2不变
B.P4=P3变大
D.增大U2 则U3增大
第三章 交变电流
4 电能的输送
一、降低输电损耗的两个途径
1.输送电能的基本要求
(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电
(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定.
(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少.
2.输电线上的功率损失
思考：为什么会有损失？
情景分析：如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).那么：
(1)用户两端的电压是多大？
(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？
(3)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？降低功率损耗有哪些途径？
减小输电线上功率损失的方法：
①减小输电线的电阻R线：由R线＝ρ 得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以 ，增大S.思考：现实性？
②减小输电电流I：由P＝UI得，在输送功率一定的情况下，提高_______ 即可减小 .
采用 压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施.
高
减小ρ
输电电压
输电电流
【深度思考】
提高电压，减小电流与欧姆定律矛盾吗？
不矛盾.欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压，减小电流”是从输送角度，由P＝UI，且P一定的条件下得出的结论，两者并不矛盾.分析时抓住输送功率不变
3.输电线上的电压损失
(1)输电线路始端电压U跟末端电压U′的差值，称为输电线上的电压损失，
ΔU＝ ，如图所示，电压损失还可以表示为ΔU＝IR线＝ .
U2-U3
例：发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R线，通过输电线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )
√
√
√
某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.
二、高压输电线路的分析与计算
1.三个回路单独分析
2.理想变压器的三个关系作为纽带
3.线圈可当做用电器或电源分析，可按直流电路进行电路分析
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)
第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3=I线
第三个回路：P4＝U4I4
负载对应用电器总功率
画回路电路图
解决远距离高压输电问题的做题步骤
1.画出远距离输电电路图和等效直流电路图，并将已知量和待求量
标在电路图的相应位置
2.理清三个回路各自公式
3.先分析单个回路再结合理想变压器三个关系推到每个回路
输电导线上损耗的电功率：
输电导线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
特别注意：
(2)输电线的电阻计算时，应注意输电线长度为距离的两倍.
(3)输电电压是不是越高越好？
例：一台发电机最大输出功率为4 000 kW、输出电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )
A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A
B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 V
C.T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1
D.有6×104盏灯泡(220 V，60 W)正常发光
√
√
√
作业：一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω， 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为多少？
原线圈在左回路当用电器分析
副线圈在右回路当电源分析
动态分析注意逻辑线
1.R-I副-I原-U原-U副
2.匝数比不变，原副线圈的电压和电流一定同增同减
3.恒定量最关键，用电流表读数表示出U的表达式
变式练：(多选)如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9 V 12 W”，当在该变压器cd端输入交变电压u(u－t图象如图乙所示)时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表.以下说法正确的是
A.a、b端输入电压的瞬时值表达式为
u＝27 sin 100πt(V)
B.原、副线圈匝数比为3∶1
C.流过灯泡L2的电流方向每秒改变50次
D.电流表的示数为4 A，ab端输入的功率Pab＝48 W
√
√
AC.等效电路图一定要分析清+f不变
AC.等效电路图+匝数比=电压比
D.闭合回路电流串并联+电路能量守恒
训练：如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1 一定，通过理想升压变压器T1 和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.下列说法正确的是
A.当用户的用电器增多时，U2减小
B.当用户的用电器增多时，P3减小
C.输电线上损失的功率为ΔP＝
D.用电器正常工作且，要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝
数比 ，同时应增大降压变压器的匝数比
√
A.匝数比U1不变,所以U2不变
B.P4=P3变大
D.增大U2 则U3增大