人教版（2019）选择性必修 第二册 3.4 电能的输送(共33张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修 第二册 3.4 电能的输送(共33张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-06 23:31:53 | ||
图片预览
文档简介
(共33张PPT)
第4节 电能的输送
三峡水电站
世界上最大的水电站
亚洲最大的风力发电站
新疆风力发电站
新西兰地热发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
奥克兰
拉斯维加斯
尼加拉瀑布
匹茨堡
电站站址
用户(负载)
远距离
能源丰富有利开发
能源缺乏用电量大
怎样才能更好的把发电站发的电输送到用电区
高压输电
为什么要高压输电？而不用低压输电呢？
一、基本要求
1.可靠:保证供电线路可靠工作,少有故障
2.保质:保证电能的质量,即电压和频率稳定
3.经济:输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
第4节 电能的输送
如何才能做到电能损耗小呢？
二、功率损失
1.减小R线:
2.减小I：
升压降流
二、功率损失:
一、基本要求
可靠、保质、经济
R用
R
线
P损=
I2R线
I
1
2
U
U
n1
n2
U
I2
第4节 电能的输送
思考与讨论：
P出=
UI
U、I都减小了，P出也减小了
而我们往往要求输送一定功率的电能
U
R用
I
R
线
由公式I= 可知：降低发电厂电压U，电流I减小，P损=I2R线，这样损失的功率才能减小。这种说法是否正确？
例1:输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求(1)输电线中的电流 输电线中损失的电压 用户得到的电压 (2)输电线损失的功率 用户得到的功率 (3)如果采用4000V电压输电，输电
线损失的功率 用户得到的功率
(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(3) 62.5W 9937.5W
111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
R用
R
线
思考判断
(3)由P＝I2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失。( )
(4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的。( )
√
×
√
√
交流高压输电的基本环节
发电站
升压变压器
降压变压器
用户
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
高压线输电
远距离输电示意图
思考判断
(1)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。( )
(2)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。( )
(3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率比电厂发出的交流电的频率小得越多。( )
(4)远距离输电时，输送电压越高越好。( )
√
×
×
×
三、远距离输电规律
R线
R用
n1
n2
n3
n4
I1
U1
U4
U2
U损
升压变压器
降压变压器
1.功率关系：
E
I2
I3
I4
U3
U1I1=U2I2
U3I3=U4I4
U2I2=I22R线+U3I3
2.电压关系：
+U3
U损
U2=
U4
U3
=
n2
n1
U1
U2
=
n4
n3
U2:输送电压
U4:用户电压
3.电流关系：
=I线
I3
I2=
I4
I3
=
n1
n2
I1
I2
=
n3
n4
I线:输送电流
用户决定：
①电流
②功率
③U3、U4
发电厂决定：
U1、U2
思考与讨论：
由P=U2/R，可知输送电压越高，损失的功率越多，这种说法是否正确？
R线
R
用
n1
n2
n3
n4
I1
U1
U4
U2
U损
升压变压器
降压变压器
E
I2
I3
I4
U3
是不是输电电压越高越好
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。
我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
思考
输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
小结
[例2] 发电机两端的电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2 Ω，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。
(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。
(2)219.6 V 4.392×104 W (3)180 V 3.6×104 W
[针对训练2] (多选)如图1所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是( )
A.输电线上的损失功率为300 W
B.升压变压器的匝数比为1∶100
C.降压变压器的输入电压为4 970 V
D.降压变压器的匝数比为100∶1
AC
例3.(多选)图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未发生火情时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的是( )
A.降压变压器副线圈输出的
交变电流频率为50 HzB.未发生火情时，远距离输
电线路损耗功率为180 kWC.当R2所在处发生火情时，
电压表V的示数变大D.当R2所在处发生火情时，
输电线上的电流变大
AD
例4.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图5所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： (1)画出此输电线路的示意图；(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(3)用户得到的电功率。
答案 (1)见解析图 (2)1∶20 240∶11 (3)96 kW
第4节 电能的输送
三峡水电站
世界上最大的水电站
亚洲最大的风力发电站
新疆风力发电站
新西兰地热发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
奥克兰
拉斯维加斯
尼加拉瀑布
匹茨堡
电站站址
用户(负载)
远距离
能源丰富有利开发
能源缺乏用电量大
怎样才能更好的把发电站发的电输送到用电区
高压输电
为什么要高压输电？而不用低压输电呢？
一、基本要求
1.可靠:保证供电线路可靠工作,少有故障
2.保质:保证电能的质量,即电压和频率稳定
3.经济:输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
第4节 电能的输送
如何才能做到电能损耗小呢？
二、功率损失
1.减小R线:
2.减小I：
升压降流
二、功率损失:
一、基本要求
可靠、保质、经济
R用
R
线
P损=
I2R线
I
1
2
U
U
n1
n2
U
I2
第4节 电能的输送
思考与讨论：
P出=
UI
U、I都减小了，P出也减小了
而我们往往要求输送一定功率的电能
U
R用
I
R
线
由公式I= 可知：降低发电厂电压U，电流I减小，P损=I2R线，这样损失的功率才能减小。这种说法是否正确？
例1:输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求(1)输电线中的电流 输电线中损失的电压 用户得到的电压 (2)输电线损失的功率 用户得到的功率 (3)如果采用4000V电压输电，输电
线损失的功率 用户得到的功率
(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(3) 62.5W 9937.5W
111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
R用
R
线
思考判断
(3)由P＝I2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失。( )
(4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的。( )
√
×
√
√
交流高压输电的基本环节
发电站
升压变压器
降压变压器
用户
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
高压线输电
远距离输电示意图
思考判断
(1)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。( )
(2)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。( )
(3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率比电厂发出的交流电的频率小得越多。( )
(4)远距离输电时，输送电压越高越好。( )
√
×
×
×
三、远距离输电规律
R线
R用
n1
n2
n3
n4
I1
U1
U4
U2
U损
升压变压器
降压变压器
1.功率关系：
E
I2
I3
I4
U3
U1I1=U2I2
U3I3=U4I4
U2I2=I22R线+U3I3
2.电压关系：
+U3
U损
U2=
U4
U3
=
n2
n1
U1
U2
=
n4
n3
U2:输送电压
U4:用户电压
3.电流关系：
=I线
I3
I2=
I4
I3
=
n1
n2
I1
I2
=
n3
n4
I线:输送电流
用户决定：
①电流
②功率
③U3、U4
发电厂决定：
U1、U2
思考与讨论：
由P=U2/R，可知输送电压越高，损失的功率越多，这种说法是否正确？
R线
R
用
n1
n2
n3
n4
I1
U1
U4
U2
U损
升压变压器
降压变压器
E
I2
I3
I4
U3
是不是输电电压越高越好
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。
我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
思考
输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
小结
[例2] 发电机两端的电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2 Ω，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。
(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。
(2)219.6 V 4.392×104 W (3)180 V 3.6×104 W
[针对训练2] (多选)如图1所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是( )
A.输电线上的损失功率为300 W
B.升压变压器的匝数比为1∶100
C.降压变压器的输入电压为4 970 V
D.降压变压器的匝数比为100∶1
AC
例3.(多选)图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未发生火情时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的是( )
A.降压变压器副线圈输出的
交变电流频率为50 HzB.未发生火情时，远距离输
电线路损耗功率为180 kWC.当R2所在处发生火情时，
电压表V的示数变大D.当R2所在处发生火情时，
输电线上的电流变大
AD
例4.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图5所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： (1)画出此输电线路的示意图；(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(3)用户得到的电功率。
答案 (1)见解析图 (2)1∶20 240∶11 (3)96 kW