高二物理人教版（2019）第七节 电能的输送 课件 （共22张PPT）

(共22张PPT)
问题思考：若我们学校所有用电器额定总功率为4.4kw，从电发厂到我校的输电线上的总电阻为10Ω，发电机功率也为4.4kw，用220v的电压输送，我教室用电器能正常工作吗？
解决方案？
1、减少输电距离L？
2、增加导线横截面积S？
3、电阻率ρ更小的材料？
4、升高输电电压U输？
§2、7 电能的输送
物理组：郭建强
自学思考
1、通过什么办法可以把电压升上去？
2、高压输电时我们怎样得到生活所需电压？
3、高压输电只能输送交流电吗？
4、现行常用的输电方式存在哪些能量损失？
5、现行常用的输电方式存在哪些规律、特点？
远距离高压输电示意图
远距离高压输电原理图
一、远距离高压输电中的电压、电能损失
1、功率关系：
P1=P2
P3=P4
P2=ΔP+P3
2、电压关系：
3、电流关系：
4、输电线上损失的电压（ΔU）、电功率（ΔP）
损失电压：
损失功率：
思考讨论：
1、输送电压升高n倍，电压、电功率损失减少多少？
2、输送电压是不是越高越好？
3、用变压器高压输电存在哪些能量损失？
不是，考虑安全、可行性等
热量、容抗、感抗等损失
二、直流输电
发电厂发出的交流电，升压后经整流器变换成直流电，用输电线把高压直流电输送出去，再用逆变器将直流电变换成交流电降压后送到用户的一种输电方式。主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网，具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。
高压直流输电原理
1、低压输电
输电功率为100kw以下，距离为几百米以内，一般采用220V的电压输电
2、高压输电
输电功率为几千千瓦以下，距离为几十千米到几百千米，一般采用35kV或110kv的电压输电
3、超高压输电
输送功率为10万千瓦以上，距离几百千米，需采用220kv或更高的电压输电
常用的几种输电模式
三、实例分析
例题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
例题2、一小型发电站通过升压,降压变压器把电能输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压为500V,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5,两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω,降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的损耗.求：
(1)升压变压器的副线圈两端电压；
(2)输电导线上的功率损失；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；
(4)用户得到的功率。
440kW
2500V
60kW
10:1
例题3、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为1.0×103V，假如输电线的总电阻10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压380V
(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号)
(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少 (使用的是理想变压器)
1:10 25:1
练习1、（多选）在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率:（ ）
A、随输电线电阻的增大而增大;
B、和输送电压的平方成正比;
C、和输送电线上电压降的平方成正比;
D、和输电线上电流强度的平方成正比;
E、和输送电压的平方成反比.
ACDE
练习2、远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则下列说法中正确的是（ ）
A、输电线上的电流变为原来的n倍
B、输电线上的电压损失变为原来的1/n2
C、输电线上的电功率损失变为原来的1/n
D、若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的n2倍
D
练习3、（多选）发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可表示为（ ）
BCD
练习4、用10kV的高压输送100kW的电功率，在输电线上损失2%的电功率，
（1）则输电线的电阻是多少？
（2）如果把输送电压降到原来的一半，则输送电线上损失的电功率占输送功率的百分之几？
20Ω
8%
练习5、学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：
(1)输电线上损耗的电功率多大？
(2)发电机的输出功率多大？
(3)发电机的电动势多大？
（1）P损=144W；（2）P出=5424W；（3）E=250V
练习6、一台发电机端电压为5000V，输出功率104kW，向400km外的用户输电，输电线的电阻率ρ＝1.7×10-8Ω/m，横截面积S＝0.85cm2，输电导线上的电功率损失要求不超过输出功率的4%，则在输电时，电压应升高到多少伏 所用的升压变压器的原、副线圈匝数比是多少
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
升压变压器
降压变压器
r线=ρ×2L/S=1.7×10-8×8×105/0.85×10-4=160Ω
U1=5000(v)
P1=107(W)
Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)
I2=2×102/4=50(A)
U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2×105(V)
n1/n2=U1/U2=5 ×103/ 2×105=1/40
若用户电压为220V,则降压变压器的原、副线圈匝数比是多少
U3=U2-Ur
Ur=I2r=8000(V)
U3=U2-Ur=200000-8000=192000(V)
n3/n4=U3/U4=192000/ 220=96×103/11
定时完成“固学案”
教材后面的“练习与评价”