高中物理人教版选修1-1课件：3.5 高压输电12张PPT

(共12张PPT)
五、高压输电
1.了解为什么要用高压输电。
2.知道减少远距离输送电能损失的主要途径。
3.了解电网在能源利用上的作用,认识科学技术对人类生活的深远影响。
一
二
三
一、电能输送存在的问题
由于输电线路存在电阻,就会有电能的损耗;损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而大大增加。


一
二
三
二、减小输电线路上的损耗的方法
1.减小输送线路的电阻。
2.减小输送线路的电流。此方法必须提高送电的电压。



一
二
三
三、高压输电的原理
由于输送功率P=UI,其中U为输送电压,I即为输送电流,因而在输送功率一定的情况下,可以通过提高输送电压U ,以减小输送电流I ,来减小线路上的损耗P损=I2R,这是行之有效的方法。


为什么远距离输电要采用高压输电?
1.输电线上的电能损失
电能的一个优点是便于远距离输送,输送电能的基本要求是可靠(供电线路工作可靠)、保质(电压和频率稳定)、经济(输电线路的建造和运行费用低,电能损耗少)。
远距离输电,输电线路上不可避免地存在功率损失ΔP和电压损失ΔU,如图所示,如何减少ΔP和ΔU呢?
2.减少输电线上功率损失的方法
任何输电线都有电阻,因此当电能通过输电线送向远方时,电流流过输电线,因输电线有电阻而发热,从而损失电能。
在远距离输送电能时,为了减少输电线上的功率损失,根据P损=I2R知,一是减小输电线的电阻,二是减小输电线中的电流。要使电阻小些,应该尽量使用导线粗一些和导电性能好的材料做导线。前者会加大导线的质量,带来架设困难;后者会带来较高的经济成本。由P损∝I2知,若能减小输电电流,可更多地减少功率损失。一般情况下,发电厂的发电功率P一定,由P=UI可知,输电电压提高到原
特别提醒输电线上功率损耗P损=I2R,其中I为输电线上的电流,R为输电线上的电阻。功率损耗也可用公式P损=IU来计算,但必须注意U为输电导线上损失的电压。
类型一
类型二
对高压输电的理解
【例1】 远距离输送交变电流都采用高压输电,我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电。采用高压输电的优点是(　　)
A.可节省输电线的铜材料
B.可根据需要调节交变电流的频率
C.可减少输电线上的能量损失
D.可加快输电的速度
类型一
类型二
解析:本题考查的内容为输电过程。由于远距离输电往往输送的电功率一定,根据P=UI,输送电压U越高,则输送电流I,根据P线=I2r知,当要求在输电线损耗一定的情况下,输电线电阻可略大,导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料);若输电线确定,即r确定,则可减少线路上的能量损耗,故选项A、C正确。而交变电流的频率是一定的,不需调节,输电的速度就是电磁波的传播速度,也是一定的,故选项B、D错误。
答案:AC
类型一
类型二
高压输电的电压和功率
【例2】 发电机的输出电压为220 V,输出电功率为 44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户,求用户得到的电压和功率。
解析:如图,升压变压器次级的输出电压
类型一
类型二
输电线路上的电压损失和功率损失分别为
UR=I2R=20×0.2 V=4 V
PRW=80 W
加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压为I3=I2=20 A,U3=U2-UR=(2 200-4) V=2 196 V　
降压变压器次级的输出电流和电压为
用户得到的功率为
P4=I4U4=200×219.6 W=4.392×104 W。
答案:219.6 V　4.392×104 W
类型一
类型二
题后反思解决这类问题,无论是否要求画出输电过程示意图,都要首先画出示意图,标明相关物理量,这样能帮助理清物理量间的关系,以防出错。