3.4电能的输送 课件 (共23张PPT) 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 3.4电能的输送 课件 (共23张PPT) 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-01 21:44:55 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
3.4 电能的输送
火力发电站
火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
湖北火力发电厂
重庆火力发电厂
山东黄台火力发电厂
三峡水电站
万安水电站
水力发电站
水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
新疆风力发电厂
达坂城风力发电厂
风力发电站
风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可靠的输出。 由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0％～100％不等。就几个风场而言，风速模式的地方性差异一般可以提供一些发电能力。虽然风力发电站安装容量的成本在降低，并与现在的燃煤发电相近（以元/兆瓦为单位），但其真正安全发电容量的成本是非常高的。
秦山核电站
内蒙古准格尔热电厂
达板城风力发电站
三峡水电站
城市
问题导引：
距离远
怎样才能减少这种损失呢？
Q=I2Rt
1、减小电阻
2、减小电流
3、缩短通电时间
X
指保证供电线路可靠地工作，故障少。
可靠
保质
保证电能的质量——电压和频率稳定。
建造和运行的费用低，电能损耗少。
经济
输送电能的基本要求
措施
电能损耗主要是输电线发热的热效应引起的
①减小材料的电阻率ρ ,银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线材料．
②减小输电线的长度l不可行，因为要保证输电距离．
③增加导线的横截面积．可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难．另外，用增大输电导线横截面积的方法来减小电阻．对低压照明电路有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大．故这种方法在高压输电中的应用效果不佳．
途径一：减小输电线的电阻R
一、降低输电损耗的两个途径
高压电缆
途径一：减小输电线的电阻R线：
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
途径二：减小输电线上的电流
【问题探究】
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)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗
(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 降低功率损耗有哪些途径
输电线损失功率
用户消耗的电功率由用电器数量决定，决定发电厂输出的电功率。电功率一定时，怎样降低输电线电流？
输电电压U升高
高压输电
一、降低输电损耗的两个途径
下面，我们以一个实际问题为例，探讨高压输电的意义
一 台发电机，输出功率为1000KW，所用输电导线的电阻是10Ω，导线的横截面半径为20mm 。当输电电压分为5KV时分别计算：
1.导线上的电流。
2.在导线上损失的热功率。
3.若原始只靠增加导线横截面的方法要使损失的热功率减小为原来损失的1/100，改变后导线的横截面半径。
4.若想用改变输电电压的方式来使损失的热功率减小为原来损失的1/100，则输电
电压应该为多少？
一、降低输电损耗的两个途径
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
一、降低输电损耗的两个途径
输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。
高压输电模型：
升压变压器
降压变压器
功率关系：
电压关系：
电流关系：
输电线损失功率
一、降低输电损耗的两个途径
二、电网供电
1．将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。
优点：合理调度电力，
减少断电风险
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
高压电线
10kV的城区内高压配电线路大多数采用带有绝缘外皮的导线，但即使有绝缘外皮也需要用一个或几个瓷瓶来对线杆或铁塔进行绝缘。
35kV及以上的高压输电线路则采用裸导线，因电压等级的不同使用更多的瓷瓶进行绝缘。这一点你可以通过观察你身边的线路就可以直接看出来。
高压铜电缆（符合高压电缆国标的电缆）直径分别为：46mm、50mm、54mm、78mm。
高电压界定
安全工作规程中规定，设备对地高压高于250V为高电压，250V以下为低电压，安全电压为36V，安全电流为10mA以下。 1KV定为对周围环境具有高度危险性的起点，而电力运行则为10KV 。
高压电线杆高度
10KV一般是10米和10米以上的电线杆高度。
35KV以上为12米以上输电线塔 高度
关于高压电的一些知识
二、电网供电
1．对于电能输送的以下说法，正确的是 ( )
A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济
B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距
离远近、技术和经济条件等
三、知识运用与实践
AD
三、知识运用与实践
BC
二、电网供电
3
AD
4、 (多选)“西电东输”进行远距离输电，输送的电功率为P。输送的电压为U。输电线上的电阻率为ρ，导线横截面积为S，导线总长为L，输电线损耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2，则( )
三、知识运用与实践
BD
5．如图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。则下列叙述正确的是（ ）
A．若发电机的输送功率不变，只增大T1的原线圈匝数n1，则R消耗的功率
增大
B．若 ，则电压表V1和V2的示数相等
C．当用户总电阻减小时，R消耗的功率减小
D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小
A
三、知识运用与实践
6．如图所示，一小水电站，输出的电功率为P=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1升压后远距离输送，升压变压器T1的匝数比n1:n2=1:5，输电线总电阻为r=10Ω，最后经理想降压变压器T2降为220V向用户供电。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流为50A
B．用户得到的电功率为19kW
C．输电线上损失的电压为500V
D．变压器T2的匝数比n3:n4=95:11
BD
三、知识运用与实践
7．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1=250V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线=5Ω，输电线上损失的功率P线=2KW，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流I线=20A
B．升压变压器的匝数比n1:n2=1:10
C．降压变压器的匝数比n3:n4=10:1
D．发电机的输出功率为44kW
三、知识运用与实践
AC
3.4 电能的输送
火力发电站
火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
湖北火力发电厂
重庆火力发电厂
山东黄台火力发电厂
三峡水电站
万安水电站
水力发电站
水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
新疆风力发电厂
达坂城风力发电厂
风力发电站
风力发电机在1年中只有40％的生产能力可提供可靠的输出。 由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0％～100％不等。就几个风场而言，风速模式的地方性差异一般可以提供一些发电能力。虽然风力发电站安装容量的成本在降低，并与现在的燃煤发电相近（以元/兆瓦为单位），但其真正安全发电容量的成本是非常高的。
秦山核电站
内蒙古准格尔热电厂
达板城风力发电站
三峡水电站
城市
问题导引：
距离远
怎样才能减少这种损失呢？
Q=I2Rt
1、减小电阻
2、减小电流
3、缩短通电时间
X
指保证供电线路可靠地工作，故障少。
可靠
保质
保证电能的质量——电压和频率稳定。
建造和运行的费用低，电能损耗少。
经济
输送电能的基本要求
措施
电能损耗主要是输电线发热的热效应引起的
①减小材料的电阻率ρ ,银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线材料．
②减小输电线的长度l不可行，因为要保证输电距离．
③增加导线的横截面积．可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难．另外，用增大输电导线横截面积的方法来减小电阻．对低压照明电路有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大．故这种方法在高压输电中的应用效果不佳．
途径一：减小输电线的电阻R
一、降低输电损耗的两个途径
高压电缆
途径一：减小输电线的电阻R线：
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
一、降低输电损耗的两个途径
途径二：减小输电线上的电流
【问题探究】
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)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗
(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 降低功率损耗有哪些途径
输电线损失功率
用户消耗的电功率由用电器数量决定，决定发电厂输出的电功率。电功率一定时，怎样降低输电线电流？
输电电压U升高
高压输电
一、降低输电损耗的两个途径
下面，我们以一个实际问题为例，探讨高压输电的意义
一 台发电机，输出功率为1000KW，所用输电导线的电阻是10Ω，导线的横截面半径为20mm 。当输电电压分为5KV时分别计算：
1.导线上的电流。
2.在导线上损失的热功率。
3.若原始只靠增加导线横截面的方法要使损失的热功率减小为原来损失的1/100，改变后导线的横截面半径。
4.若想用改变输电电压的方式来使损失的热功率减小为原来损失的1/100，则输电
电压应该为多少？
一、降低输电损耗的两个途径
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
一、降低输电损耗的两个途径
输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。
高压输电模型：
升压变压器
降压变压器
功率关系：
电压关系：
电流关系：
输电线损失功率
一、降低输电损耗的两个途径
二、电网供电
1．将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。
优点：合理调度电力，
减少断电风险
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
高压电线
10kV的城区内高压配电线路大多数采用带有绝缘外皮的导线，但即使有绝缘外皮也需要用一个或几个瓷瓶来对线杆或铁塔进行绝缘。
35kV及以上的高压输电线路则采用裸导线，因电压等级的不同使用更多的瓷瓶进行绝缘。这一点你可以通过观察你身边的线路就可以直接看出来。
高压铜电缆（符合高压电缆国标的电缆）直径分别为：46mm、50mm、54mm、78mm。
高电压界定
安全工作规程中规定，设备对地高压高于250V为高电压，250V以下为低电压，安全电压为36V，安全电流为10mA以下。 1KV定为对周围环境具有高度危险性的起点，而电力运行则为10KV 。
高压电线杆高度
10KV一般是10米和10米以上的电线杆高度。
35KV以上为12米以上输电线塔 高度
关于高压电的一些知识
二、电网供电
1．对于电能输送的以下说法，正确的是 ( )
A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济
B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距
离远近、技术和经济条件等
三、知识运用与实践
AD
三、知识运用与实践
BC
二、电网供电
3
AD
4、 (多选)“西电东输”进行远距离输电，输送的电功率为P。输送的电压为U。输电线上的电阻率为ρ，导线横截面积为S，导线总长为L，输电线损耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2，则( )
三、知识运用与实践
BD
5．如图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。则下列叙述正确的是（ ）
A．若发电机的输送功率不变，只增大T1的原线圈匝数n1，则R消耗的功率
增大
B．若 ，则电压表V1和V2的示数相等
C．当用户总电阻减小时，R消耗的功率减小
D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小
A
三、知识运用与实践
6．如图所示，一小水电站，输出的电功率为P=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1升压后远距离输送，升压变压器T1的匝数比n1:n2=1:5，输电线总电阻为r=10Ω，最后经理想降压变压器T2降为220V向用户供电。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流为50A
B．用户得到的电功率为19kW
C．输电线上损失的电压为500V
D．变压器T2的匝数比n3:n4=95:11
BD
三、知识运用与实践
7．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1=250V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线=5Ω，输电线上损失的功率P线=2KW，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流I线=20A
B．升压变压器的匝数比n1:n2=1:10
C．降压变压器的匝数比n3:n4=10:1
D．发电机的输出功率为44kW
三、知识运用与实践
AC