高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送（课件）
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送（课件） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-08-29 16:52:53 | ||
图片预览
文档简介
课件68张PPT。吕 叔 湘 中 学
庞 留 根电能的输送电能的输送教学目标
一、输电线上的功率损失
二、输电线上的电压损失
三、输电过程示意图
例题1 P49问题与练习2 例题2 例题3
A组能力训练题1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
B组能力训练题1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14教学目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点,知道输电过程.
2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失.
3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失.
4.理解远距离输电要用高压.
教学重点
找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少P与U损失.
教学难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU. 一、输电线上的功率损失任何导线都是具有电阻的，因而输电过程中必然有一部分电能转化成热而损失掉。输电线上的功率损失： P损＝I2R线 这种损耗显然是非常浪费的，我们要尽量减少。
一般要求这种损失不超过输电功率的10％怎样减少输电的功率损耗呢？ 根据功率损失的表达式P损＝I2R线可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法： 如何减小输电线的电阻呢？要减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：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.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S，可适当增大横截面积。但是要增大导线的截面积，就要多耗费金属材料,这不但使造价提高，而且会使金属导线太重，既不经济又架设困难。一种是减少输电线的电阻在导线电阻不变的情况下，
电流如果减小为原来的百分之一，
功率损失P损＝I2R线就减小为原来的万分之一。 输电功率的大小不能随意改变，根据P=UI 可知,在输电功率一定的条件下，要减小输电线中的电流I，必须提高输电电压U，这就是采用高压输电的道理. 另一种方法是减小导线中的输电电流I，一、二、输电线上的电压损失输电导线有电阻，欧姆定律告诉我们，电流通过导线时，会在线路上产生电压降，这就使得输电导线末端的电压U'比起始端电压U低。这个差值ΔU＝U-U'，称电压损失。 对于交流输电来说，既有电阻造成的电压降损失
ΔU＝IR线，也有感抗和容抗造成的电压损失。线路上的电压损失太大，送到用电设备的电压就会太低，通常要求线路上的电压损失不超过直接输电电压的10％－15％。减小电压损失的办法也有两种：一是增大导线的截面积以减小输电线的电阻R线,这种方法只在低压照明电路上才较有效； 二是提高输电电压以减少输电电流，方法同减少功率损失。在输电功率和输电导线一定的情况下，如果将输电电压提高为原来的n倍，则输电电流减小为原来的1/n，输电线上电压损失也减小为原来1/n，输电线上的功率损失减小为原来的1/n2。无论从减小输电的功率损失，还是减小电压损失方面都要求提高输电电压，来减小输电电流。但输电电压也不是越高越好，电压越高，对线路的绝缘性要求就越高，修建线路的费用就会增大,且对变压器的性能要求也更高。故实际输电时要综合考虑各种因素，选择合适的输电电压。通过以上分析，我们看到:几种输电模式：低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般采用220 V的电压输电.高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电.超高压输电：输电功率为10万千瓦以上, 距离为几百千米，必须采用220 kV或更高的电压输电.目前我国远距离输电采用的电压有110kV， 220kV， 330kV、500kV等。二、三、输电过程示意图大型发电机发出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电的要求,因此在发电站处用升压变压器升高电压到几百千伏再向远距离送电。到达数百千米外的用电区之后,先经过“一次高压变电站”降到一百千伏左右,在更接近用户的目的地再由“二次变电站”降到十千伏左右。然后, 一部分电能送往大量用电的工业用户，另一部分经过低压变压器降到220V/380V,送给其他用户。输电过程如图所示. 例题1某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，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U=380 V.
（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？（使用的变压器是理想变压器）画出输电线路的示意图如图示解析：写出各部分关系式U∶U1=n1∶n2 I2∶I1=n1∶n2
U2∶U用=n3∶n4 I3∶I2= n3∶n4
U1=U损+U2 P=P损+P用户 P损=I22·R解： P损=5%P=5%×5×105W=2.5×104W，P损=I22R所以 题目P49问题与练习2、指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率. 设输电电压为U，则功率损失为
P损 = UI. （1）
而 U = I r （2）
将（2）式代入（1）式，得到
P损 = U2 / r （3）
由（3）式可知，要减小功率损失P损，就应当用低压送电和增大输电线的电阻R.输电过程中，在输电线上由电阻造成损失的功率P损跟输电线中的电流I和输电线上的电压损失△U成正比，即P损 = I△U ，其中△U = Ir , r为输电线的电阻。题中叙述所得的结论是错的。题中把电压损失△U= U－U′ 同输电电压U 混同了，因而得出了错误的结论。这是由于在分析中不看条件乱套公式所致。答：例题2. 单相交流发电机的路端电压为220 V，输出的电功率为4400 W，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求
（1）用户得到的电压和电功率各是多少？
（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？（1）不用变压器，直接输电时：解析:干线中电流： U损=I·R线=20×2×2 V=80 VP损=I·U损=1600 WU户=220 V-80 V=140 VP户=P-P损=4400 W-1600 W=2800 W 用户得到的电功率：用户得到的电压：电线上损失的电功率： 电线上损失的电压：（2）用变压器时，电路如图所示.U2=10U=2200 VU3=U2-I线R=2200 V-2×4 V=2192 V所以 题目例题3. 一条河的流量为Q=40 m3/s,落差为h=5 m.利用它发电，单相交流发电机效率η1=50%，输出电压U=400 V，输电线总电阻R线=5 Ω，电线上允许损失的最大电功率为发电机输出的电功率η2倍,η2=5%，用户所需电压为220 V，设计输电线两端变压器的原、副线圈匝数比各是多少？发电机将水的机械能转换为电能，解析：P输=η1ρQgh=50%×103×40×10×5 W=106 W输电线上损失： P损=η2P输=5×104 W输电线上允许输送的最大电流 而不用变压器直接输送时，输电线上电流大小： 为减少电能损失，必须是先升压后降压，输电线路如图所示.所以 A组能力训练题11、某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的电，先通过电站附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降压后，再用线路接到各用户，设升压、降压变压器都是理想变压器，在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加，这时 ( )
A．升压变压器的副线圈上的电压变大,
B．降压变压器的副线圈上的电压变大。
C．高压输电线路的电流变小,
D．降压变压器的原线圈上的电压变小DA组能力训练题2远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是 （ ）
（A）可节省输电线的铜材料
（B）可根据需要调节交流电的频率
（C）可减少输电线上的能量损失
（D）可加快输电的速度A CA组能力训练题33、某发电厂原来用11kV的交变电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电,输送的电功率都是P,若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是
（ ）
A．据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20,
B．据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍,
C．据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减少为原来的1/400
D．据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的400倍.ACA组能力训练题44、一小水电站,输出的电功率为20kW，输电线总电阻为0.5Ω，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是 （ ）
A．减少50W
B．减少1200W
C．减少7.68×103W
D．增大7.68×103WBA组能力训练题55、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率：（ ）
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．和输电线上电压降落的平方成正比
D．和输电线中电流强度的平方成正比ACDA组能力训练题66、用220V和6600V两种电压输电，若输送的功率和输电线的电阻相同，则低压输电线与高压输电线上损失功率之比是（ ）
A. 1:900
B. 900:1
C. 1:30
D. 30:1 BA组能力训练题7 7.水电站向远处山村送电的输出功率是100kW，用2000V电压输电,线路上损失的功率为2.5×104W，如果改用20000V高压输电，线路上损失的功率是
W。250W解：电压提高为10倍，电流减小为1/10，功率损失是原来的1/100。A组能力训练题88、某变电站用220V的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出电压应变为 V。440A组能力训练题99、输电线的电阻共计r，输送的电功率为P，输电电压为U，则用户能得到的电功率是:（ ）BA组能力训练题10 ABCA组能力训练题1111、一座小型水电站，它输出的电功率是20kW,输电电压是400V. 输电线的总电阻是0.5Ω，输电线上的功率损失是多少？用户得到的电功率是多少？假如用250V的电压输电，输电导线上功率的损失和用户得到的功率又各是多少？用400V电压输电时，导线中电流 解：输电导线损失的电功率 P损 = I2R = 502×0.5W = 1.25kW. 用户得到的电功率 P用 = P出-P损 = 20kW-1.25kW = 18.75kW.用250V电压输电时，导线中电流 所以 P损 = 802×0.5W = 3.20kW.P用 = 20kW－3.20kW = 16.80 kW.A组能力训练题1212、从发电站输出的功率为200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV两种电压输电，输电线上电阻造成的电压损失各是多少伏？输电线上由电阻造成的电压损失△U = IR .解：而 所以，电压损失为 其中P为输出功率，U为输电电压. 当用110V电压输电时，输电线上的电压损失为 当用11 kV电压输电时，输电线上的电压损失为 A组能力训练题1312．某发电厂用2.2kV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为__________。要将2.2kV的电压升高到22kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝。1001800解见下页消耗在输电线上的电功率即消耗在输电线上的电功率与输送电压的平方成反比，由得n2=1800匝。解：B组能力训练题1. 某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为2.4×10-8Ω?m，导线横截面积为1.5 ×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失。 设线路电阻为R, 线路损失的功率为 P损, 线路损失的电压为 U损, 发电站的输出功率为P, 升压变压器的输出电压为U.由电阻定律得线路损失的功率 P损=4%P=I2 R则由P=UI U=P/I=104×103 /125=8×104 VU损=IR=125×25.6=3200V解:B组能力训练题22、如果用110V和220V两种电压来输电, 设输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比. 设输送的电功率为P，输电电压为U，送电距离为L，导线横截面积为S，电阻率为ρ.解：则每根导线损失的电功率P损= I2R .由于P = UI， 所以 现在，输送电功率P相同，导线电阻率ρ和长度L也相同。 在输电电压U和导线横截面积S不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有所以 可见，要满足题中所设要求用110V电压输电时，导线的横截面积是220V输电时的4倍.B组能力训练题3某小型水电站输出功率为20 kW，输电线路总电阻是6?，
(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率；
(2)若改用5000V高压输电，用户端利用n1:n2＝22:1的变压器降压，求用户得到的电压。解:（1）输电线上的电流强度为输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V根据用户得到的电压为B组能力训练题44．图4为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电,下列表述正确的是（ ）
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综
合考虑各种因素，不
一定是电压越高越好ABD解见下页依据输电原理,电路中的功率损耗而解：增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看，在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小,则功率损耗越小，B正确; 若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误； 输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。B组能力训练题5 一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。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的耗损可忽略，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 20A
B．T2原、副线圈电压分别为 1.8×105 V 和 220V
C．T1和T2的变压比分别为 1：50 和 40：1
D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光ABD解见下页输电线路上消耗的功率为P＝400kW＝I22R 解：可知输电线上电流为I2＝20A， 根据原线圈P1＝U1I1，可知I1＝103 A，A对， T1的变压比为 I2：I1＝1：50；
根据P＝U2I2， 可知U2＝2×105 V， 输电线上电压U线＝I2R＝20000V， 则副线圈输入电压为U3＝U2－U线＝1.8×105 V， 又灯泡正常发光、副线圈电压为220V，B对， T2的变压比为U3：220=818 ，C错； 根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D对。 B组能力训练题66.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为 （ ）
A.P/4 B. P/2 C.2P D. 4PA解见下页【解析】 设输送功率为P0，改用1000KV的输电电压后输电线上损失的功率为P'。 输送电流为I= P0/U，输电线上损失的功率为 代入数据得 即P' =P/4，故正确的选项为A。 B组能力训练题77.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）
（A）升压变压器的输出电压增大
（B）降压变压器的输出电压增大
（C）输电线上损耗的功率增大
（D）输电线上损耗的功率
占总功率的比例增大CD解见下页发电厂的输出电压不变，由变压比公式，升压变压器的输出电压U2应不变，A错误； 因P变大，I变大，所以U损变大，降压变压器的输入电压U3应变小，B错 I=P/U2， U损=IR， U3= U2- U损，解：B组能力训练题88. 某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用 500kV电压输电，则下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上输送的电流大小为2.0×105A
B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW
D. 输电线上损失的功率为△P＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻B解见下页由P=IU得输电线上输送的电流 解析：选项A错； 由ΔU=Ir 得输电线路上的电压损失 选项B正确； 输电线上损失的功率为 输电线上损失的功率远大于输出电功率3×109 W，
选项C显然是不正确的。B组能力训练题99．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2。降压变压器原副线匝数分别为 n3、n4 （变压器均为理想变压器）.要使额定电压为220V的用
电器正常工作,则（ ）C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率AD解见下页由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2>U3，所以,解：根据变压器工作原理可知,升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。A正确， BC不正确。提示：理想变压器的两个基本公式是：⑵P1=P2，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。⑴即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有题目远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是电流之间的关系是：电压之间的关系是：特别重要的是要会分析输电线上的功率损失P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3。题目第2页B组能力训练题10 10.通过一理想变压器，经同一线路输送相同电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2, 则P1和P2/P1分别为 （ ）D解见下页根据理想变压器的变压比有 解析：线路的输送功率不变有 根据焦耳定律有 选项D正确B组能力训练题1111、一水电站的交流发电机输出功率P1=100kW,发电机的输出电压U1=250V，向远处输电的输电线总电阻R=8Ω，要想使输电线的功率损失不超过输送总功率的5%，用户得到的电压恰好是U4=220V。应该怎样安装变压器？并画出电路图，求出所用变压器原副线圈的匝数比。 为了减小输电线路上由于电流较大而造成的电能损耗，应在发电机的输出端安装升压变压器,经输电线高压输电，再接降压变压器送到用户。此题可以电流为主线，由电流求出升压变压器的输出端高压，由电流求出线损电压，并求出降压变压器的输入电压，再求匝数比.解：电路的原理图见图示。因 P损<5%P1=0.05×105W=5×103W又 P损=I22R故 由P=I2U2知 所以 因为在输电线上的电压损失所以降压变压器的输入电压所以 解后评说: 由图可知,当用户增多时(即负载增加),输电线路上的电流I2增大，则线路损失的电压ΔU= I2R线也增大,U3就减小，U4也减小,用户所得电压就会减小。这就是用电高峰时，用户电压降低的原因。题目B组能力训练题12.如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则 （ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小 D解见下页解析：从图乙得到交流电的频率是50Hz，变压器在输电能的过程中不改变交流电的频率，所以A错误，从图乙得到交流电的最大值是500V，所以有效值为所以B错误，输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定，所以C错误，D正确。B组能力训练题13.（ 2014年江苏卷3）．远距离输电的原理图如图所示， 升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2， 电压分别为U1、U2，电流分别为 I1、I2, 输电线上的电阻为 R. 变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是（ ）D解见下页解析：根据变压器的变压原理选项A错误；因为U>UR，选项B错误；I1U1为电路输入的总功率， I22R为输电线上损耗的功率， I1U1> I22R，选项C错误，D项正确。B组能力训练题14.（ 2014年理综浙江卷15）如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端
间的电压为U1.在输电线与
用户间连有一想想变压器,
流入用户端的电流是I2.
则（ ）
A．用户端的电压为I1U1/I2
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1UA解见下页解析：理想变压器输入端与输出端功率相等，所以用户端的电压为 ，选项A正确输电线上的电压降为理想变压器的输入功率为U1 I1，理想变压器输电线上损失的功率为I12r，选项C、D错误．选项B错误；U1 I1＝ U2 I2，ΔU＝U－U1＝I1r，谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
庞 留 根电能的输送电能的输送教学目标
一、输电线上的功率损失
二、输电线上的电压损失
三、输电过程示意图
例题1 P49问题与练习2 例题2 例题3
A组能力训练题1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
B组能力训练题1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14教学目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点,知道输电过程.
2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失.
3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失.
4.理解远距离输电要用高压.
教学重点
找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少P与U损失.
教学难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU. 一、输电线上的功率损失任何导线都是具有电阻的，因而输电过程中必然有一部分电能转化成热而损失掉。输电线上的功率损失： P损＝I2R线 这种损耗显然是非常浪费的，我们要尽量减少。
一般要求这种损失不超过输电功率的10％怎样减少输电的功率损耗呢？ 根据功率损失的表达式P损＝I2R线可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法： 如何减小输电线的电阻呢？要减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：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.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S，可适当增大横截面积。但是要增大导线的截面积，就要多耗费金属材料,这不但使造价提高，而且会使金属导线太重，既不经济又架设困难。一种是减少输电线的电阻在导线电阻不变的情况下，
电流如果减小为原来的百分之一，
功率损失P损＝I2R线就减小为原来的万分之一。 输电功率的大小不能随意改变，根据P=UI 可知,在输电功率一定的条件下，要减小输电线中的电流I，必须提高输电电压U，这就是采用高压输电的道理. 另一种方法是减小导线中的输电电流I，一、二、输电线上的电压损失输电导线有电阻，欧姆定律告诉我们，电流通过导线时，会在线路上产生电压降，这就使得输电导线末端的电压U'比起始端电压U低。这个差值ΔU＝U-U'，称电压损失。 对于交流输电来说，既有电阻造成的电压降损失
ΔU＝IR线，也有感抗和容抗造成的电压损失。线路上的电压损失太大，送到用电设备的电压就会太低，通常要求线路上的电压损失不超过直接输电电压的10％－15％。减小电压损失的办法也有两种：一是增大导线的截面积以减小输电线的电阻R线,这种方法只在低压照明电路上才较有效； 二是提高输电电压以减少输电电流，方法同减少功率损失。在输电功率和输电导线一定的情况下，如果将输电电压提高为原来的n倍，则输电电流减小为原来的1/n，输电线上电压损失也减小为原来1/n，输电线上的功率损失减小为原来的1/n2。无论从减小输电的功率损失，还是减小电压损失方面都要求提高输电电压，来减小输电电流。但输电电压也不是越高越好，电压越高，对线路的绝缘性要求就越高，修建线路的费用就会增大,且对变压器的性能要求也更高。故实际输电时要综合考虑各种因素，选择合适的输电电压。通过以上分析，我们看到:几种输电模式：低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般采用220 V的电压输电.高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电.超高压输电：输电功率为10万千瓦以上, 距离为几百千米，必须采用220 kV或更高的电压输电.目前我国远距离输电采用的电压有110kV， 220kV， 330kV、500kV等。二、三、输电过程示意图大型发电机发出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电的要求,因此在发电站处用升压变压器升高电压到几百千伏再向远距离送电。到达数百千米外的用电区之后,先经过“一次高压变电站”降到一百千伏左右,在更接近用户的目的地再由“二次变电站”降到十千伏左右。然后, 一部分电能送往大量用电的工业用户，另一部分经过低压变压器降到220V/380V,送给其他用户。输电过程如图所示. 例题1某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，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U=380 V.
（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？（使用的变压器是理想变压器）画出输电线路的示意图如图示解析：写出各部分关系式U∶U1=n1∶n2 I2∶I1=n1∶n2
U2∶U用=n3∶n4 I3∶I2= n3∶n4
U1=U损+U2 P=P损+P用户 P损=I22·R解： P损=5%P=5%×5×105W=2.5×104W，P损=I22R所以 题目P49问题与练习2、指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率. 设输电电压为U，则功率损失为
P损 = UI. （1）
而 U = I r （2）
将（2）式代入（1）式，得到
P损 = U2 / r （3）
由（3）式可知，要减小功率损失P损，就应当用低压送电和增大输电线的电阻R.输电过程中，在输电线上由电阻造成损失的功率P损跟输电线中的电流I和输电线上的电压损失△U成正比，即P损 = I△U ，其中△U = Ir , r为输电线的电阻。题中叙述所得的结论是错的。题中把电压损失△U= U－U′ 同输电电压U 混同了，因而得出了错误的结论。这是由于在分析中不看条件乱套公式所致。答：例题2. 单相交流发电机的路端电压为220 V，输出的电功率为4400 W，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求
（1）用户得到的电压和电功率各是多少？
（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？（1）不用变压器，直接输电时：解析:干线中电流： U损=I·R线=20×2×2 V=80 VP损=I·U损=1600 WU户=220 V-80 V=140 VP户=P-P损=4400 W-1600 W=2800 W 用户得到的电功率：用户得到的电压：电线上损失的电功率： 电线上损失的电压：（2）用变压器时，电路如图所示.U2=10U=2200 VU3=U2-I线R=2200 V-2×4 V=2192 V所以 题目例题3. 一条河的流量为Q=40 m3/s,落差为h=5 m.利用它发电，单相交流发电机效率η1=50%，输出电压U=400 V，输电线总电阻R线=5 Ω，电线上允许损失的最大电功率为发电机输出的电功率η2倍,η2=5%，用户所需电压为220 V，设计输电线两端变压器的原、副线圈匝数比各是多少？发电机将水的机械能转换为电能，解析：P输=η1ρQgh=50%×103×40×10×5 W=106 W输电线上损失： P损=η2P输=5×104 W输电线上允许输送的最大电流 而不用变压器直接输送时，输电线上电流大小： 为减少电能损失，必须是先升压后降压，输电线路如图所示.所以 A组能力训练题11、某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的电，先通过电站附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降压后，再用线路接到各用户，设升压、降压变压器都是理想变压器，在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加，这时 ( )
A．升压变压器的副线圈上的电压变大,
B．降压变压器的副线圈上的电压变大。
C．高压输电线路的电流变小,
D．降压变压器的原线圈上的电压变小DA组能力训练题2远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是 （ ）
（A）可节省输电线的铜材料
（B）可根据需要调节交流电的频率
（C）可减少输电线上的能量损失
（D）可加快输电的速度A CA组能力训练题33、某发电厂原来用11kV的交变电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电,输送的电功率都是P,若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是
（ ）
A．据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20,
B．据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍,
C．据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减少为原来的1/400
D．据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的400倍.ACA组能力训练题44、一小水电站,输出的电功率为20kW，输电线总电阻为0.5Ω，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是 （ ）
A．减少50W
B．减少1200W
C．减少7.68×103W
D．增大7.68×103WBA组能力训练题55、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率：（ ）
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．和输电线上电压降落的平方成正比
D．和输电线中电流强度的平方成正比ACDA组能力训练题66、用220V和6600V两种电压输电，若输送的功率和输电线的电阻相同，则低压输电线与高压输电线上损失功率之比是（ ）
A. 1:900
B. 900:1
C. 1:30
D. 30:1 BA组能力训练题7 7.水电站向远处山村送电的输出功率是100kW，用2000V电压输电,线路上损失的功率为2.5×104W，如果改用20000V高压输电，线路上损失的功率是
W。250W解：电压提高为10倍，电流减小为1/10，功率损失是原来的1/100。A组能力训练题88、某变电站用220V的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出电压应变为 V。440A组能力训练题99、输电线的电阻共计r，输送的电功率为P，输电电压为U，则用户能得到的电功率是:（ ）BA组能力训练题10 ABCA组能力训练题1111、一座小型水电站，它输出的电功率是20kW,输电电压是400V. 输电线的总电阻是0.5Ω，输电线上的功率损失是多少？用户得到的电功率是多少？假如用250V的电压输电，输电导线上功率的损失和用户得到的功率又各是多少？用400V电压输电时，导线中电流 解：输电导线损失的电功率 P损 = I2R = 502×0.5W = 1.25kW. 用户得到的电功率 P用 = P出-P损 = 20kW-1.25kW = 18.75kW.用250V电压输电时，导线中电流 所以 P损 = 802×0.5W = 3.20kW.P用 = 20kW－3.20kW = 16.80 kW.A组能力训练题1212、从发电站输出的功率为200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV两种电压输电，输电线上电阻造成的电压损失各是多少伏？输电线上由电阻造成的电压损失△U = IR .解：而 所以，电压损失为 其中P为输出功率，U为输电电压. 当用110V电压输电时，输电线上的电压损失为 当用11 kV电压输电时，输电线上的电压损失为 A组能力训练题1312．某发电厂用2.2kV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为__________。要将2.2kV的电压升高到22kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝。1001800解见下页消耗在输电线上的电功率即消耗在输电线上的电功率与输送电压的平方成反比，由得n2=1800匝。解：B组能力训练题1. 某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为2.4×10-8Ω?m，导线横截面积为1.5 ×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失。 设线路电阻为R, 线路损失的功率为 P损, 线路损失的电压为 U损, 发电站的输出功率为P, 升压变压器的输出电压为U.由电阻定律得线路损失的功率 P损=4%P=I2 R则由P=UI U=P/I=104×103 /125=8×104 VU损=IR=125×25.6=3200V解:B组能力训练题22、如果用110V和220V两种电压来输电, 设输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比. 设输送的电功率为P，输电电压为U，送电距离为L，导线横截面积为S，电阻率为ρ.解：则每根导线损失的电功率P损= I2R .由于P = UI， 所以 现在，输送电功率P相同，导线电阻率ρ和长度L也相同。 在输电电压U和导线横截面积S不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有所以 可见，要满足题中所设要求用110V电压输电时，导线的横截面积是220V输电时的4倍.B组能力训练题3某小型水电站输出功率为20 kW，输电线路总电阻是6?，
(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率；
(2)若改用5000V高压输电，用户端利用n1:n2＝22:1的变压器降压，求用户得到的电压。解:（1）输电线上的电流强度为输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V根据用户得到的电压为B组能力训练题44．图4为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电,下列表述正确的是（ ）
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综
合考虑各种因素，不
一定是电压越高越好ABD解见下页依据输电原理,电路中的功率损耗而解：增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看，在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小,则功率损耗越小，B正确; 若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误； 输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。B组能力训练题5 一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。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的耗损可忽略，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 20A
B．T2原、副线圈电压分别为 1.8×105 V 和 220V
C．T1和T2的变压比分别为 1：50 和 40：1
D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光ABD解见下页输电线路上消耗的功率为P＝400kW＝I22R 解：可知输电线上电流为I2＝20A， 根据原线圈P1＝U1I1，可知I1＝103 A，A对， T1的变压比为 I2：I1＝1：50；
根据P＝U2I2， 可知U2＝2×105 V， 输电线上电压U线＝I2R＝20000V， 则副线圈输入电压为U3＝U2－U线＝1.8×105 V， 又灯泡正常发光、副线圈电压为220V，B对， T2的变压比为U3：220=818 ，C错； 根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D对。 B组能力训练题66.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为 （ ）
A.P/4 B. P/2 C.2P D. 4PA解见下页【解析】 设输送功率为P0，改用1000KV的输电电压后输电线上损失的功率为P'。 输送电流为I= P0/U，输电线上损失的功率为 代入数据得 即P' =P/4，故正确的选项为A。 B组能力训练题77.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）
（A）升压变压器的输出电压增大
（B）降压变压器的输出电压增大
（C）输电线上损耗的功率增大
（D）输电线上损耗的功率
占总功率的比例增大CD解见下页发电厂的输出电压不变，由变压比公式，升压变压器的输出电压U2应不变，A错误； 因P变大，I变大，所以U损变大，降压变压器的输入电压U3应变小，B错 I=P/U2， U损=IR， U3= U2- U损，解：B组能力训练题88. 某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用 500kV电压输电，则下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上输送的电流大小为2.0×105A
B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW
D. 输电线上损失的功率为△P＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻B解见下页由P=IU得输电线上输送的电流 解析：选项A错； 由ΔU=Ir 得输电线路上的电压损失 选项B正确； 输电线上损失的功率为 输电线上损失的功率远大于输出电功率3×109 W，
选项C显然是不正确的。B组能力训练题99．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2。降压变压器原副线匝数分别为 n3、n4 （变压器均为理想变压器）.要使额定电压为220V的用
电器正常工作,则（ ）C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率AD解见下页由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2>U3，所以,解：根据变压器工作原理可知,升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。A正确， BC不正确。提示：理想变压器的两个基本公式是：⑵P1=P2，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。⑴即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有题目远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是电流之间的关系是：电压之间的关系是：特别重要的是要会分析输电线上的功率损失P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3。题目第2页B组能力训练题10 10.通过一理想变压器，经同一线路输送相同电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2, 则P1和P2/P1分别为 （ ）D解见下页根据理想变压器的变压比有 解析：线路的输送功率不变有 根据焦耳定律有 选项D正确B组能力训练题1111、一水电站的交流发电机输出功率P1=100kW,发电机的输出电压U1=250V，向远处输电的输电线总电阻R=8Ω，要想使输电线的功率损失不超过输送总功率的5%，用户得到的电压恰好是U4=220V。应该怎样安装变压器？并画出电路图，求出所用变压器原副线圈的匝数比。 为了减小输电线路上由于电流较大而造成的电能损耗，应在发电机的输出端安装升压变压器,经输电线高压输电，再接降压变压器送到用户。此题可以电流为主线，由电流求出升压变压器的输出端高压，由电流求出线损电压，并求出降压变压器的输入电压，再求匝数比.解：电路的原理图见图示。因 P损<5%P1=0.05×105W=5×103W又 P损=I22R故 由P=I2U2知 所以 因为在输电线上的电压损失所以降压变压器的输入电压所以 解后评说: 由图可知,当用户增多时(即负载增加),输电线路上的电流I2增大，则线路损失的电压ΔU= I2R线也增大,U3就减小，U4也减小,用户所得电压就会减小。这就是用电高峰时，用户电压降低的原因。题目B组能力训练题12.如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则 （ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小 D解见下页解析：从图乙得到交流电的频率是50Hz，变压器在输电能的过程中不改变交流电的频率，所以A错误，从图乙得到交流电的最大值是500V，所以有效值为所以B错误，输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定，所以C错误，D正确。B组能力训练题13.（ 2014年江苏卷3）．远距离输电的原理图如图所示， 升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2， 电压分别为U1、U2，电流分别为 I1、I2, 输电线上的电阻为 R. 变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是（ ）D解见下页解析：根据变压器的变压原理选项A错误；因为U>UR，选项B错误；I1U1为电路输入的总功率， I22R为输电线上损耗的功率， I1U1> I22R，选项C错误，D项正确。B组能力训练题14.（ 2014年理综浙江卷15）如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端
间的电压为U1.在输电线与
用户间连有一想想变压器,
流入用户端的电流是I2.
则（ ）
A．用户端的电压为I1U1/I2
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1UA解见下页解析：理想变压器输入端与输出端功率相等，所以用户端的电压为 ，选项A正确输电线上的电压降为理想变压器的输入功率为U1 I1，理想变压器输电线上损失的功率为I12r，选项C、D错误．选项B错误；U1 I1＝ U2 I2，ΔU＝U－U1＝I1r，谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php