(共23张PPT)
高二 物理
第五章 第五节
电能的输送
输送电能的基本要求应当是： 可靠、保质 、经济
一、输电线上的功率损失
１．设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为：
2．减少输电线上功率损失的方法
（1）减小输电线的电阻R
①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小R．
②减小电阻率 ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．
③增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
（2）减小输电电流 I
①减小输送功率P ：
由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．
②提高输电电压U ：
在输送功率P 一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍．
采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施．
电站
R
用户
P’
ΔP
P
I
P = P’ + P
功率关系
二、输电线路上的电压损失
１．电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失， U ＝ U －U’ ，如图所示：
电站
R
用户
U’
ΔU
U
I
2．造成电压损失的因素
（1）输电线电阻造成电压损失
U＝IR．
（2）输电线感抗和容抗造成电压损失．
3．减小输电线路上电压损失的方法
（1）减小输电线电阻R
对高压输电线路效果不佳．
（2）减小输电电流I
在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施．
三、交流高压输电的基本环节
发电站
升压变压器
高压输电
降压变压器
用户
1.输送功率为100kW 以下， 距离为几百米以内，一般采用220V 的电压送电 。这就是通常用的 低压线路。
2.输送功率为几千kW 到 几万kW，距离为几十km到上百km, 一般采用35kV 或110kV 的电压送电。这就是所谓 高压输 电。
3.如果输送功率为10 万kW 以上，距离为几百km，就必须采用220kV 甚至更高的电压送电。这就是所谓 超高压输电。
● 目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV 和330kV, 在少数地区已开始采用500kV的超高压送电。
● 目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。
● 大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。
U0
R
R0
U2
U1
U3
ΔU
I1
电路图
例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每条输电线电阻0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路，后经10：1的降压变压器降压后供给用户， 则用户得到的电压和电功率各是多少？
140V, 28KW
219.2V, 43.84KW
思考：有一台内阻为1Ω的发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线总阻为R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V,40w”的灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，讨论：1）发电机的输出功率多大？
2）发电机的电动势多大？3）输电效率是多少？4）若使用灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半？
2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾
2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾
小结：
输电导线上功率损失 P＝I2R ，电压损失 U＝IR.
提高输电电压是减小功率损失和电压损失的有效途径．
电网输电
两种办法： １．减少输电线的电阻。R=ρL/S ２．减小输电线中的电流，提高输电电压。
一. 输电导线上的功率损失：
设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为： ΔP = I 2 R
一般要求： ΔP≤10%P
二. 输电线上的电压损失ΔU
发 电 厂
输电线R
用电设备
U`P`
ΔU ΔP
UP
I
通常要求: ΔU ≤ 10%～15% U(共14张PPT)
三峡水电站
五、电能的输送
输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。
电站站址
用户（负载）
远距离
能源丰富，有利开发
能源缺乏，用电量大
内陆
沿海
电能输送的优点：方便、节约
需要远距离输电
面临的问题
如何减少输电中的功率损失？
25A
250V
150V
6250W
3750W
如何减小输电线上的功率损失
1.减少输电线的电阻
*选用电阻率小的金属作导线材料。
（一般用铝或铜）
*增大导线的横截面
R=ρ
L
S
缺陷分析
P=I2R
*缩短距离
2.减小输电线上的电流
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍？
P=I2R
P=UI
*提高输送电压
思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
低压输电线路：
输电电压220V------输电功率100kW以下， 距离为几
百米以内。
高压输电线路：
输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千米到上百千米。
超高压输电线路：
输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距
离为几百千米以上。
330KV、500KV、750KV
直流输电
科学漫步
超导输电
试试看
一般说，发电厂发出的电只有几千伏，若要进行几百公里的传输，你能设计出简单的远距离输电电路吗？讨论一下，画出简单示意图！
输电线路示意图
功率关系：
电压关系：
P
U、
~
用 户
U1
I2
P1
U2
U3
U4
I1
P2
n1
n2
n4
n3
I3
I4
电流关系：
P3
P4
发电厂
9990W
3750W
小结
1.输电导线的功率损失分析
减小电阻(受条件制约)
高电压输电(应用广泛)
P损=I2R=P2R线/U2送
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析.
各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系,总功率不变等联系.(共13张PPT)
5.5 电能的输送
一、电能的输送
１.电能的突出优点:
便于远距离输送
２.输送电能的基本要求：
可靠—保证供电线路可靠地工作，少有故障
保质—保证电能的质量（电压和频率稳定）
经济—输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少
二、降低输电损耗的两个途径
１. 电功率损失
① 输电电流:I= ；
②电压损失:U损= ；
③功率损失:P损= ；
④用户得到U用= ；
⑤用户得到P用= 。
I＝P/U
IR
I2R
U-U损
P-P损
用电设备
~
发电厂
U
P
I
U用
P损
U损
R
例：如果输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为 。
则功率损失可表示为 ：
输电导线的电阻R，输送电功率P，现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为（ ）
A. U1:U2 B. U12:U22
C. U22:U12 D. U2:U1
巩固练习:
C
①减小输电线长度L：
不可行
②减小电阻率 ：
用铜或铝
③增大导线的横截面积S
有一定限度
2 降低输电线上功率损失的方法
1）减小输电线的电阻R
2）减小输电电流 I
提高输电电压U：
P一定，R一定，
U提高到原来的n倍，P损降为原来的1/n2倍．
某电站用11KV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220KV送电，下面哪个正确（ ）
A 因I=U/R,所以输电线上的电流增为原来的20倍
B 因I=P/U,所以输电线上的电流减为原来的1/20倍
C 因P=U2/R,所以输电线上损失的功率为原来的400倍
D 若要使输电损失的功率不变，可将输电线的面积减小为原来的1/20
巩固练习：
B
三、输电线路示意图
P损
U损、
P1
~
用 户
U1
I2
U2
U3
U4
I1
P2
n1
n2
n4
n3
R
I3
I4
P3
P4
升压变压器
降压变压器
1）电压关系：U1/U2= ，U2= ，U3/U4= ； 2）电流关系：I1/I2= ，I2= ，I3/I4= ； 3）功率关系： = ，P2= ，P3= ； 4）输电电流：I2= ； 5）损耗功率： P损= 。
n2/n1
n3/n4
P1 P2
U3+U损
n1/n2
n4/n3
I3
P3+P损
P4
发电机的端电压220V，输出电功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器，经输电线后，再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器供给用户。
1）画出全过程的线路示意图。
2）求用户得到的电压和功率
3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率。
219.6V；4.392×104W
180V；3.6×104W
巩固练习
某发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比。
提高练习
1:20；240:11
小结：
2）输电导线上功率损失 P＝I2R，电压损失 U＝IR。
1） 输电电流的计算为I＝P/U
3）提高输电电压是减小功率损失和电压损失的有效途径。变压器、电能的输送 练习
一、选择题
1．利用变压器不可能做到的是 【 】
A．增大电流 B．升高电压
C．减小电压 D．增大功率
2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 【 】
A．负载电阻为0 B．输出电流为0
C．两端电压为0 D．输出功率为0
3．下列正确说法是 【 】
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
4．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 【 】
A．电流频率比为2∶1 B．功率比为2∶1
C．电流比为2∶1 D．电压之比为2∶1
5．理想变压器原、副线圈的电流为I1，I2，电压U1，U2，功率为P1，P2，关于它们之间的关系，正确的说法是 【 】
A．I2由I1决定 B．U2与负载有关
C．P1由P2决定 D．以上说法都不对
6．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为 【 】
A．90V B．0．4V C．6V D．0V
7．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的 【 】
A．输送电压的平方成正比 B．输送电压的平方成反比
C．输电线中电流的平方成正比 D．导线中电流的平方成反比
8．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 【 】
A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B．由P=IU，应低电压小电流输电
C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D．上述说法均不对
9．用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为 【 】
A．ρL/R B．2ρLI/U C．U/ρLI D．2UL/ρI
10．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上 【 】
11．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是 【 】
A．三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流
B．三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流
C．三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线
D．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线（都是火线）向外输电
12．对于三相交变电流，下面说法正确的是 【 】
A．相电压一定大于线电压 B．相电压一定小于线电压
C．相电流一定小于线电流 D．以上说法都不对
13．如图1所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是 【 】
A．电流表示数变小，电压表示数不变
B．电流表示数不变，电压表示数变大
C．电流表、电压表示数都变小
D．电流表、电压表示数都不变
二、填空题
14．如图2所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为0.025A，则电压表的示数为______V，原、副线圈的匝数比为______．
15．如图3用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是V1______，V2______，A1______，A2______，P______．
16．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．
17．变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍．
18．如图4所示，理想变压器的线圈匝数分别为n1=2200匝，n2=600匝，n3=3700匝，已知交流电表A2示数为0.5A，A3示数为0.8A则电流表A1的示数为______．
三、计算题
19．如图5变压器两个次级线圈匝数比为n1∶n2，所接负载R1=R2，当只闭合电键S1时，初级线圈中电流为1A；当只闭合电键S2时，初级线圈中电流为2A，设输入的交变电压不变，求n1∶n2．
20．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．变压器为理想变压器输电线路如图6所示．
变压器、电能的输送练习答案
一、选择题
1．D 2．BD 3．BCD 4．D 5．C
6．D 7．BC 8．C 9．B 10．ABCD
11．BD 12．D 13．A
二、填空题
14．400，20∶11
15．不变，不变，减小，减小，减小
16．605kW，16.2kW
18．1.48A
三、计算题
20．升压1∶8，降压12∶1
版权所有：高考资源网(www.)(共14张PPT)
5.5 电能的输送
输送电能的基本要求是：
可靠、保质、经济
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小
1、为什么输电线上有电能损失？
由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.
（1)减少导线电阻，由电阻定律知
一、输电线上的功率损失
2、如何减少电能损失？
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，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。
（2）减小输电线中的电流
阅读并回答教材49页“思考与讨论”中的问题。
练习： 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是多少？用户得到的电压是多少？（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率是多少？
（1）25A 250V 150V
（2）6250W 3750W
（3） 62.50W
提高输电电压，是减少电能损失的行之有效的办法
二、远距离输电原理图
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
远距离输电示意图
我国常用的远距离输电采用的电压有
110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。
是不是输电电压越高越好？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。
三、电网供电
采用电网供电的优点：
可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。
例1、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。
（4）440kW
（1）2500V
（2）60kW
（3）10:1
例2、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=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U=380 V.
（1）画出输电线路示意图（标明各部分符号）
（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）
1：10 25：1(共44张PPT)
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器：
三、理想变压器的变压、变流规律：
四、常用变压器
复习回顾 5.4变压器
P入＝P出
桃源三中 颜金安
第五章 交变电流
三峡水电站
新西兰地热发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
奥克兰
拉斯维加斯
尼加拉瀑布
匹茨堡
电站站址
用户(负载)
远距离
能源丰富有利开发
能源缺乏用电量大
电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。
建议：课后自行阅读课本p46-48的材料，了解更多的电能传输知识
输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济
可靠：是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质：是指保证电能的质量,即电压和频率稳定
经济：是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
1、为什么输电线上有电能损失
由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.
一、输电线上的功率损失
(1)减小导线电阻
2、如何减少电能损失
(2)减小输电线中的电流
由电阻定律知
(1)减小导线电阻
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.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.
方法
(2)减小输电线中的电流
思考与讨论
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1/100,线路上损失的功率减为原来的1/ 在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/
3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效
4.怎样计算用户消耗的功率P
5.在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流
损
输送
用户
P
P
P
-
=
练习： 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
(1)25A 250V 150V
(2)6250W 3750W
(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
提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法
(3) 62.5W 9937.5W
交流高压输电的基本环节
发电站
升压变压器
高压输电线
降压变压器
用户
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
U1
U2
U3
U4
发电机
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
用电器
交流高压输电基本环节示意图
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
二、远距离输电原理图
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
电压关系：
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
3
2
4
3
4
3
2
1
2
1
,
,
U
U
U
n
n
U
U
n
n
U
U
r
+
=
=
=
电流关系：
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
1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是( )
A、 B、
C、 D、
课堂练习
A
远距离输电示意图
是不是输电电压越高越好
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。
远距离输电
我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
思考
输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
三、电网供电
采用电网供电的优点：
可以在能源产地使用大容量发电机组,降低一次能源的输送成本,获得最大的经济效益.同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区电力供需平衡,保障供电质量.
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,形成全国性或地区性的输电网络,这就是电网.
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
课堂练习
3、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为1.0×103 V，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380 V
(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号)
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
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
(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
3、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为1.0×103 V，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380 V
输送电路的计算步骤
(1)画出供电示意图
(2)以变压器铁心为界,分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析.
(3)各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系,总功率不变等联系.
小结
1、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)发电机的输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？
(3)输电线上损耗的电功率多大？
课后练习
2、在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个坑口电站,输送的电功率为P=500kW,当使用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度.求：
(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r
(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电 5.5电能的输送
教学目标
一、知识目标
1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．
2、理解各个物理量的概念及相互关系．
3、充分理解 ； ； 中的物理量的对应关系．
4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.
5、理解为什么远距离输电要用高压.
二、能力目标
1、培养学生的阅读和自学能力．
2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．
3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验．
三、情感目标
1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．
2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论．
2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．
3、学生常常容易将导线上的电压损失面 与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢．
4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点：（l）理论分析如何减少输电过程的电能损失．
（2）远距离输电的原理．
2、难点：远距离输电原理图的理解．
3、疑点： ； ； 的对应关系理解．
4、解决办法
通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点．
教学设计方案
电能的输送
教学目的：
1、了解电能输送的过程．
2、知道高压输电的道理．
3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．
教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．
教学难点：高压输电的道理．
教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）．
教学过程：
一、引入新课
讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能．比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．
二、进行新课
1、输送电能的过程
提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的．在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的．
出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍
板书：第三节 电能的输送
输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→ 降压变压器→用电单位．）
2、远距离输电为什么要用高电压？
提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点．
板书：（高压输电的道理）
分析讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失
讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略．列举课本上的一组数据．电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能．所以，输电时，必须减小导线发热损失．
3、提问：如何减小导线发热呢？
分析：由焦耳定律 ，减小发热 ,有以下三种方法：一是减小输电时间 ，二是减小输电线电阻 ，三是减小输电电流 ．
4、提问：哪种方法更有效？
第一种方法等于停电，没有实用价值．第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难．适用的超导材料还没有研究出来．排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了．从焦耳定律公式可以看出．第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一．通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的．
板书结论：（A：要减小电能的损失，必须减小输电电流．）
讲解：另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义．
板书：（B：输电功率必须足够大．）
5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？
分析：根据公式 ，要使输电电流 减小，而输送功率 不变（足够大），就必须提高输电电压 ．
板书：（高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失．）
变压器能把交流电的电压升高（或降低）
讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电．但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器．
讨论：高压电输到用电区附近时，为什么要把电压降下来？（一是为了安全，二是用电器只能用低电压．）
板书：（3.变压器能把交流电的电压升高或降低）
三、引导学生看课本，了解我国输电电压，知道输送电能的优越性．
四、课堂小结：
输电过程、高压输电的道理．
版权所有：高考资源网(www.)(共18张PPT)
奥克兰 (New Zealand)
拉斯维加斯
尼加拉瀑布
匹茨堡
三峡水电站
五、电能的输送
输送电能的基本要求是：
可靠、保质、经济。
电站站址
用户（负载）
远距离
能源丰富，有利开发
能源缺乏，用电量大
内陆
沿海
电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程。
自学建议：课后自行阅读课本p51-53的材料，了解更多的电能传输知识
如何减小输电线上的功率损失
1.减少输电线的电阻
*选用电阻率小的金属作导线材料。
（一般用铝或铜）
*增大导线的横截面
R=ρ
L
S
*缩短距离
2.减小输电线上的电流
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍？
再思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
输送功率P是一定的
由P=UI
减少I
增加U
r
讨论：
能不能由I=P/U减小p来 减小电流？
低压输电线路：
输电电压220V------输电功率100kW以下， 距离为几
百米以内。
高压输电线路：
输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千米到上百千米。
超高压输电线路：
输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距
离为几百千米以上。
330KV、500KV、750KV
试试看
一般说，发电厂发出的电只有几千伏，若要进行几百公里的传输，你能设计出简单的远距离输电电路吗？讨论一下，画出简单示意图！
发电站
升压变压器
高压输电
降压变压器
用户
交流高压输电的基本环节
输电线路示意图
功率关系：
电压关系：
P
U、
~
用 户
U1
I2
P1
U2
U3
U4
I1
P2
n1
n2
n4
n3
I3
I4
电流关系：
P3
P4
发电厂
U2= U +U3
P1=P2 , P2= P+P3 , P3=P4
I2=I3
如何减少输电中的功率损失？
25A
250V
150V
6250W
3750W
知识运用
作出示意图
1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至
学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为
I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线
损耗的式子中，不正确的是（ ）
A、 B、
C、 D、
实践运用
2.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ρ＝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。
小结
1.输电导线的功率损失分析
减小电阻(受条件制约)
高电压输电(应用广泛)
P损=I2R=P2R线/U2送
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电示意图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可独立运用欧姆定律分析.
各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系,总功率不变等联系.第五节 电能的输送
一、典型例题
（1）输送4800kW的电功率，采用110kV高压输电，若不考虑电抗的影响，输电导线中的电流是多少安？如果用110V电压输电，输电导线中的电流将是多少？
解：在不考虑电抗的影响时，电功率P = UI，
所以，，
其中P = 4800kW = 4800×103W.
当U = 110kV = 110×103V时，导线中电流 .
当U = 110V时，导线中的电流 .
可见，大功率输电是不可能用低电压的.
（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.
答：题中叙述所得的结论是错的. 这是由于在分析中不看条件乱套公式所致.
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.
（3）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？
解：输电线上由电阻造成的电压损失△U = IR .
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
（4）如果用220V和11kV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.
解：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.
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220V电压输电时，导线的横截面积是11kV输电时的2500倍.
（5）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？
解：用400V电压输电时，导线中电流 .
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.
二、本节课后练习
1.某电厂原采用电压U1输电，后改用U2 = 20U1电压输电，不考虑其它变化，则
（ ）
A. 输电电流变为原来的1/20
B. 输电线上电压损失降为原来的1/20
C. 输电线上电能损失降为原来的1/40
D. 输电效率比原来提高了39倍 （AB）
2.一台理想变压器，在同一输送电路中，以不同的电压输送相同的功率. 变压器的输入电压U保持不变，线路电阻R为定值. 当变压器的副线圈与原线圈的匝数比为 K时，线路损耗的电功率为多少？当匝数比提高到nK时，线路损耗的电功率变为原来的多少分之一？
（）
3.发电机的输出功率是10kW，输出电压是250V. 通过一只匝数比是1∶10的理想变压器向远处输电，则输电的电流强度是多少A？若输电线的总电阻是6.25Ω，那么输电线上损失的功率占总功率的百分之几？
（4A，1%）
4.一发电机输出电压500V，功率16kW. 输电线的电阻为50Ω. 用电器的额定电压为200V. 为了减少输电线功率损失，使损失最大为5%，现采用理想变压器进行高压输电. 为达到上述目的，升压变压器原副线圈的匝数比应为多少？降压变压器原副线圈的匝数比应为多少？
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