5.5电能的输送— 人教版高中物理选修3-2课件（26张PPT）
文档属性
| 名称 | 5.5电能的输送— 人教版高中物理选修3-2课件（26张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-14 06:05:14 | ||
图片预览
文档简介
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、理想变压器功率：
三、理想变压器的变压、变流规律：
复习 变压器的构造
P入＝P出
在电气化时代，人们享受着美丽的光影世界
发电厂的电是如何输送到千家万户的？
5.5电能的输送
第五章 交变电流
发电站
用户(负载)
远距离
一、输送电能的基本要求：
可靠：能够保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质：保证电能的质量,即电压和频率稳定
经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
可靠、保质、经济
问题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，同时损失一部分电压.
二、输电线上的功率损失
(1)减小导线电阻
问题2：如何减少电能损失?
(2)减小输电线中的电流
减少电能损失的方法
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
①一定程度上减小损耗
②输送功率恒定时高压输电，是减小损耗的有效措施
（2）减小输电电流
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?
(3) 62.5W 9937.5W
提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法
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
远距离输电示意图
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
三.交流高压输电基本环节示意图
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P1
P2
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P4
升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
由于电能的损失：
三.交流高压输电基本环节示意图
电压关系：
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升压变压器
降压变压器
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由于电能的损失：
电流关系：
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P1
P2
P3
P4
升压变压器
降压变压器
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。
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
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功率式子中，不正确的是( )
A、 B、
C、 D、
A
【针对训练1】
风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
(2)用户得到的电功率是多少。
【针对训练2】
解析：
(1)损失的功率 P损＝P×4%＝4kW.
输电线电流 P损＝I22R，则I2=20A.
升压变电器输出电压 P=I2U2,U2＝5×103V.
升压变压器原、副线圈匝数比 n1/n2=1/20.
电压损失 U损＝I2R线＝200V.
降压变压器原线圈端电压U3＝U2－U损＝4800V.
降压变压器原、副线圈匝数比 n3/n4＝240/11.
(2)用户得到的电功率
P用＝P－P损＝P(1－4%) ＝96kW.
用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题。如图，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，正确的是( )
A．灯泡L1 两端的电压减小 B．原线圈输入功率减小
C．副线圈输出电压减小 D．电阻R 两端的电压增大
AD
【针对训练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)
(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)
【针对训练4】
课堂小结
一个模型
两个损失
三个关系
功率损失：P损=I2R线=U线2/R线=(P/U)2R线
电压损失：U损=IR线=(P/U)R线
一个输电模型：
三个关系：P、U、I关系。
基本思路 ：
明确输电流程图，明确功率、电压、电流的关系，对应分析好已知要求量，找到破解问题的切入点。
画远距离输电原理图
原理图中各物理量的关系
（1）功率关系：P1=P2 P3=P4 P2=P损+P3
（2）电流电压关系：U2=U线+U3 I2=I3
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P2
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P4
升压变压器
降压变压器
课后作业：
课后问题与练习
同步训练
谢谢观看
THANK YOU!
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、理想变压器功率：
三、理想变压器的变压、变流规律：
复习 变压器的构造
P入＝P出
在电气化时代，人们享受着美丽的光影世界
发电厂的电是如何输送到千家万户的？
5.5电能的输送
第五章 交变电流
发电站
用户(负载)
远距离
一、输送电能的基本要求：
可靠：能够保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质：保证电能的质量,即电压和频率稳定
经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
可靠、保质、经济
问题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，同时损失一部分电压.
二、输电线上的功率损失
(1)减小导线电阻
问题2：如何减少电能损失?
(2)减小输电线中的电流
减少电能损失的方法
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
①一定程度上减小损耗
②输送功率恒定时高压输电，是减小损耗的有效措施
（2）减小输电电流
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?
(3) 62.5W 9937.5W
提高输电电压, 是减少电能损失的最有效的办法
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
远距离输电示意图
U1
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发电机
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
用电器
三.交流高压输电基本环节示意图
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升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
由于电能的损失：
三.交流高压输电基本环节示意图
电压关系：
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由于电能的损失：
电流关系：
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升压变压器
降压变压器
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。
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
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功率式子中，不正确的是( )
A、 B、
C、 D、
A
【针对训练1】
风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
(2)用户得到的电功率是多少。
【针对训练2】
解析：
(1)损失的功率 P损＝P×4%＝4kW.
输电线电流 P损＝I22R，则I2=20A.
升压变电器输出电压 P=I2U2,U2＝5×103V.
升压变压器原、副线圈匝数比 n1/n2=1/20.
电压损失 U损＝I2R线＝200V.
降压变压器原线圈端电压U3＝U2－U损＝4800V.
降压变压器原、副线圈匝数比 n3/n4＝240/11.
(2)用户得到的电功率
P用＝P－P损＝P(1－4%) ＝96kW.
用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题。如图，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，正确的是( )
A．灯泡L1 两端的电压减小 B．原线圈输入功率减小
C．副线圈输出电压减小 D．电阻R 两端的电压增大
AD
【针对训练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)
(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)
【针对训练4】
课堂小结
一个模型
两个损失
三个关系
功率损失：P损=I2R线=U线2/R线=(P/U)2R线
电压损失：U损=IR线=(P/U)R线
一个输电模型：
三个关系：P、U、I关系。
基本思路 ：
明确输电流程图，明确功率、电压、电流的关系，对应分析好已知要求量，找到破解问题的切入点。
画远距离输电原理图
原理图中各物理量的关系
（1）功率关系：P1=P2 P3=P4 P2=P损+P3
（2）电流电压关系：U2=U线+U3 I2=I3
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升压变压器
降压变压器
课后作业：
课后问题与练习
同步训练
谢谢观看
THANK YOU!