物理人教版（2019）选择性必修第二册3.4电能的输送（共18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18张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 25.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-22 10:57:25 | ||
图片预览
文档简介
(共18张PPT)
3.4 电能的输送
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
远距离
我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区,而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何计算输电导线上的损失电功率？如何减少输电损耗？
1.输电导线上的电功率损失：
（1）减小输电线的电阻 r
减小输电线的长度L
(不可行，要保证输电距离)
减小电阻率
适当增大导线的横截面积S
（2）减小输电线的电流 I
2.降低输电损耗的两个途径：
一、降低输电损耗的两个途径
课本P64 思考讨论
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U、两条导线的总电阻是r。在图3.4-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r。
1.怎样计算输电线路损失的功率
2.在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一
在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半线路上损失的功率减为原来的几分之一
3.通过第 2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效
4.怎样计算用户消耗的功率P
5.在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流
减小输电电流
U发
~
U
P发
r
发电厂
用户
I
P
U发 =U+ U损
P发=P+ I2r
输电线上的电功率损失
输电线上的电压损失
P发 = U发 I
输电的电压若提高到nU发，则P损将减为原来的
用户
r
U发
U
U损
采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。
I
1.从发电站输出的功率为200 kw，输电线的总电阻为0.05Ω，用1100 V和11kV两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。
用1100 V输电
用11kV输电
2.发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是 ( )
A．(U1－U2)I
B．I 2R
C.
D.
【答案】C
二、远距离输电的电路分析
远距离输电过程
升压变压器
降压变压器
功率关系：
电压关系：
电流关系：
电压源回路
输送回路
用户回路
r
I2＝I3＝I线
3.发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线的电阻为0.2 Ω，求：
(1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？
(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？
故用户得到的电压U用户＝U－UR＝140 V
解：（1）输电线上的电流
损失的电压UR＝IRR＝200 ×2×0.2V＝80 V
损失的功率PR＝URIR＝80×200 W＝16 kW
用户得到的功率为P用户＝P－PR＝28 kW
损失的电压U损＝I2 R＝8 V
（2）升压变压器
解得U2＝2200 V
输电线上的电流
损失的的功率为P损＝ U损I2 ＝160W
降压变压器的输入电压U3＝U2－ U损＝2192 V
用户得到的功率P用户′＝P－P损＝43.84 kW.
降压变压器
解得U4＝219.2V
4.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．输电线上损失的功率为300 W
B．升压变压器的匝数比为1∶100
C．输电线上的电流为100 A
D．降压变压器的输入电压为4 700 V
【答案】A
5.如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器为理想变压器，发电机输出电压不变，输出功率为P1，升压变压器输出电压为U2、输电线损失功率为Pr、降压变压器输出电压为U4，当并入电路的用电器增多时 ( )
A．P1不变
B．U2变大
C．Pr变大
D．U4不变
【答案】C
6.某个小水电站发电机的输出功么火100kW，发电机的电压为250V，通过升应变店器升压后向远处输电，输电线的总电阻为852在用户端用降压变压器把电压降为220V，要在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户经到的功率为95 kW)。请你设计两个变压警约西数比。为此，请你计算:(1) 降压变压器输出的电流为多少 输电线上通过的电流是多少 (2)输电线损失的电压为多少 升压变压器输出的电压是多少 (3)两个变压器的匝数比各应等于多少
三、电网供电
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏
发电机和变压器∶ 决定电压
用户∶决定功率和电流
缺陷：产能浪费
一对一供电
电网供电
优点：合理调度电力，减少断电风险
我国的电网：国家电网和南方电网。
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来
3.4 电能的输送
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
远距离
我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区,而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何计算输电导线上的损失电功率？如何减少输电损耗？
1.输电导线上的电功率损失：
（1）减小输电线的电阻 r
减小输电线的长度L
(不可行，要保证输电距离)
减小电阻率
适当增大导线的横截面积S
（2）减小输电线的电流 I
2.降低输电损耗的两个途径：
一、降低输电损耗的两个途径
课本P64 思考讨论
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U、两条导线的总电阻是r。在图3.4-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r。
1.怎样计算输电线路损失的功率
2.在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一
在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半线路上损失的功率减为原来的几分之一
3.通过第 2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效
4.怎样计算用户消耗的功率P
5.在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流
减小输电电流
U发
~
U
P发
r
发电厂
用户
I
P
U发 =U+ U损
P发=P+ I2r
输电线上的电功率损失
输电线上的电压损失
P发 = U发 I
输电的电压若提高到nU发，则P损将减为原来的
用户
r
U发
U
U损
采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。
I
1.从发电站输出的功率为200 kw，输电线的总电阻为0.05Ω，用1100 V和11kV两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。
用1100 V输电
用11kV输电
2.发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是 ( )
A．(U1－U2)I
B．I 2R
C.
D.
【答案】C
二、远距离输电的电路分析
远距离输电过程
升压变压器
降压变压器
功率关系：
电压关系：
电流关系：
电压源回路
输送回路
用户回路
r
I2＝I3＝I线
3.发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线的电阻为0.2 Ω，求：
(1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？
(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？
故用户得到的电压U用户＝U－UR＝140 V
解：（1）输电线上的电流
损失的电压UR＝IRR＝200 ×2×0.2V＝80 V
损失的功率PR＝URIR＝80×200 W＝16 kW
用户得到的功率为P用户＝P－PR＝28 kW
损失的电压U损＝I2 R＝8 V
（2）升压变压器
解得U2＝2200 V
输电线上的电流
损失的的功率为P损＝ U损I2 ＝160W
降压变压器的输入电压U3＝U2－ U损＝2192 V
用户得到的功率P用户′＝P－P损＝43.84 kW.
降压变压器
解得U4＝219.2V
4.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．输电线上损失的功率为300 W
B．升压变压器的匝数比为1∶100
C．输电线上的电流为100 A
D．降压变压器的输入电压为4 700 V
【答案】A
5.如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器为理想变压器，发电机输出电压不变，输出功率为P1，升压变压器输出电压为U2、输电线损失功率为Pr、降压变压器输出电压为U4，当并入电路的用电器增多时 ( )
A．P1不变
B．U2变大
C．Pr变大
D．U4不变
【答案】C
6.某个小水电站发电机的输出功么火100kW，发电机的电压为250V，通过升应变店器升压后向远处输电，输电线的总电阻为852在用户端用降压变压器把电压降为220V，要在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户经到的功率为95 kW)。请你设计两个变压警约西数比。为此，请你计算:(1) 降压变压器输出的电流为多少 输电线上通过的电流是多少 (2)输电线损失的电压为多少 升压变压器输出的电压是多少 (3)两个变压器的匝数比各应等于多少
三、电网供电
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏
发电机和变压器∶ 决定电压
用户∶决定功率和电流
缺陷：产能浪费
一对一供电
电网供电
优点：合理调度电力，减少断电风险
我国的电网：国家电网和南方电网。
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来