电能的输送3 PPT

△U
I
R
P输
发
电
U输
机
P用=？
用
户
U用=？
三、发现问题
远距离输电时，由于输电线的电阻上的电阻较大， 致使输电线上的电压损失和电功率损失较大，大量电 能经输电导线以热量的形式散耗在空气中，用户得到 的电功率要远小于输送时的电功率，造成了电资源的 浪费，输送端用户用电器不能正常工作。
四、分析问题
1、电能主要在哪里损失？
六、方案的实施
1．发电机输出功率P一定，如何减少输电线上的电流？
发电机输出功率P一定，要减少电流，根据I=P/U，就要提高输电电压， 采用高压输电
2．如何获得高压来输电呢？
3.输送到用户处时，如何使用电器正常工作呢？
4.请设计远距离输电的整体流程图？
用降压变压器
n3
n4 用
户
p3
p4
U4
n4 n3
U
3
P3 Hale Waihona Puke P4用升压变压器n1
n2
p1
p2
U2
n2 n1
U1
P2=P1
远距离输电流程简图：
I1
I2
I3
I4
P1
P2
请同学们试着分析：
P3
P4
（1）各个功率之间的关系 （2）各个电压之间的关系 （3）各个电流之间的关系
四、远距离高压输电原理图
I1
n1 n2 I 2
I3 n3 n4
I4
r线
～ U 1 P1
（二）层层设问 进行新课
一、提出问题
三峡水电站向我市供电，怎样将电能输送过来呢？
用输电导线将发电机和用电器连接起来

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 功率不变等联系求解。
输送距离 几百米以内 几十千米 ～上百千米
送电方式 低压送电 高压送电
35kv 或者110kv 220kv或 更高
10万千瓦以上 几百千米以上
超高压送电
我国目前采用的远距离输电方式 110kv 220kv 330kv 500kv
科学漫步
直流输电
超导输电
小结

1.输电导线的功率损失分析



而用电的地方却分布很广:
能源丰富， 有利开发 电站站址
能源缺乏，
用电量大 远距离 用户(负载）
电能输送的优点：方便、节约
输送电能的基本要求是：可靠、保质、 经济。
如何减小输电线上的功率损失
1.减少输电线的电阻
（一般用铝或铜）
P=I2R
R=ρ L S *选用电阻率小的金属作导线材料。 *缩短距离 *增大导线的横截面
缺陷分析
2.减小输电线上的电流*提高输送电压ຫໍສະໝຸດ P=I2RP=UI
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？ 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
发 电 站
U1
升压变压器
U2
高压输 电线路
U3 送电电压 220V
U4
降压变压器
用 电 单 位
输送功率 100KW以下 几千千瓦 ～几万千瓦
五、电能的输送

例题1
远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用 比330 kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优 点是( ) A．可节省输电线的材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减小输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度
例题2
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线 输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损 失的功率为多少？若改用22KV的电压输电，导线 损失的功率又为多少？
若输送的功率为P，输电电压为U，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： P ( P )2 L .
US
2、降低输电损耗的途径是什么？
由ΔP=I2r可知：
减少输电线的电阻 减少输电线的电流
可减少功率损失。
3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情 况下，应采用什么措施？
220V输电，损失的功率为 22KV输电，损失的功率为
P ( P )2 R 4 104W
U
P ( P )2 R 4W
U
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
由 R L 可知：
S
（1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？
由 P=IU 可知：
想一想：
Hale Waihona Puke 减小输送功率P 提高输电电压U
可减小输电电流。
能否通过减小输送功率来减小输电电流？
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。
输电线
r
电

①截止(极限)频率：ν0
(二3)、Δp过1＝程－与Δ方p2法，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．
1一．、α光粒电子效散应射实验的结果
近(4)视箱眼子和对远水视平眼面的的矫压正力与和学压生强生。活息息相关，应用的物理知识比较多，而要解决这些问题，学生必须了解眼睛成像原理和调节作用，以及近视眼远视眼的成因，所以本节课的重难
(学4)生测已速经度探：究通出过近纸视带眼上的两成计因数和点矫间正的，距在离此及基时础间上由引v＝导Δ学xΔ生t算分出析速远度视．眼的成因和矫正，尝试由已知知识推测未知知识，然后读课文证明自己的推测正确，使学生有一种成就感。它
(和2)近比视结眼合的能成因和矫正程序相似，在此不多阐述。
2遏．止确电定压衰U变c与次入数射的光方频法率ν的关系图线
电压降
至所需电压、为减小输电线
的热功率，下列措施可行的
是（
）
(1)两种衰变的比较
1．放不放光电子，看入射光的最低频率．
考点三 爆炸和反冲 人船模型
A．增大输电电流 I B．增大输电电压 U (3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动．
三、电网供电
1.输电线上的电压损失 ΔU＝U－U′＝Ir＝UPr.
2.输电线上的功率损失 (1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻. (2)ΔP＝ΔU·I 或 ΔP＝ΔUr 2，其中 ΔU 为输电线上的电压损失.
3.减少电压损失和功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻 r，根据 r＝ρLS，可减小电阻率 ρ，目前一般用电阻 率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积 S，但过粗的导 线会多耗费金属材料，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，根据 I＝UP，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，输送电流可减为原来的1n，输电线 上的功率损耗将降为原来的n12.

解：1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时，I1=200A；当U2=50KV时， I2=20A 2、由P损=I2R线， 当U=5KV时， P损1=（200）2×10=400KW 当U=50KV时， P损2=（20）2×10=4KW
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？ 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压， 少数线路已经采用550KV 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？ 不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费 用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损 失。要综合考虑，选择合适的输电电压。 说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
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.
达标练习
1．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的 功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C ．I 2R D．(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流

,可见
是
减少电能损失的有效办法。
【解析】本题考查电能的输送。电流通过导体会产生热量,故
在电能输送过程中会造成能量损失,由于导线的电阻不易改变,
故减小输电线中的电流是减少电能损失的有效办法。
答案:发热
较大
发热
1 n2
减小输电电流
一、电能的输送： 1.电能输送的途径：发电厂→升压变压器→高压 线路→降压变压器→用电单位 2.高压输送以减小电能的损失。 二、高压触电方式：电弧触电和跨步电压触电
2.高压输电——减少输电线上的电能损失
家庭用电的电压是220V，然而高压输 电线上的电压通常都有几十万伏。为何采用 高压输电？
可以减少输电线上的电能有损失。
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
.
2.如何减少电能损失?
第三节 电能的输送
高压输电
1.远距离输电——高压输电
【拓展延伸】变压器原理 变压器是根据电磁感应的原理做成的,变压器有两
个独立的共用一个铁芯的线圈,分别叫做初级线圈和次 级线圈。交流电的方向和大小是随时间变化的,变压器 初级线圈通上交流电时,变压器的铁芯中产生了交变的 磁场,在次级线圈就感应出频率相同的交流电压。变压 器的初次级线圈的匝数比等于电压比。变压器只能改 变交流电压,不能改变直流电压,因为直流电的方向和 大小是不变的,通过变压器不会产生交变磁场。
。2021年3月7日星期日2021/3/72021/3/72021/3/7
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/72021/3/7March 7, 2021

注：变压器改变电压只 限交流电。变压器无法 改变直流电的电压
第三节 电能的输送
结论：导体是__闭__合__电路一部 分；导体做 切割 磁感线运动。
发 电 机 的 原 理
交流发电机的原理
我国的交流电
我国供生产和生活用的交流电， 周期是0.02s,频率是50Hz，即1s 内有50个周期，交流电的方向每 周期改变2次. 频率为50Hz的交流电，电流方向 1s内改变100次.
p损=I2R
当电压增大时，电流就会减小，这样电 路中就会损失较少的电能，所以在远距 离输电时拟采用高压输电
高压电弧 触电
跨步电压 触电
1、为防止高压触电造成人身伤害：
必须远离高压带电体。
2、如发现有高压输电线段落到地面时：
不可走近，应立即设立警示标志， 并通知有关电力部门进行抢修。
作业布置：
❖ 1、请同学们阅读了解变压器 ❖ 2、变压器的原理： 电磁感应
Hale Waihona Puke 实用交流发电机❖实际的交流发电机，结构比较复杂 ，但主要由转子（转动部分）和定 子（固定部分）两部分组成.转子由 水轮机、汽轮机或内燃机来带动.
❖大型发电机发出很高的电压和很强 的电流，要采用线圈不动、磁极旋 转的方式发电.这种发电机叫做旋转 磁极式发电机.
为什么采用高压输电呢？
} 根据：P=UI

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，
西北电网达到750kV。
。●●
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。
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。
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。
小结
作出示意图
发电机的端电压为220 V，输出功
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
高中物理 选修3-2 第五章
5. 电能的输送
输电线 r
电
源 U送
用 户
输电线
电能在输送过程中存在电能的损耗
1.电能损耗主要损耗在哪里
输电线上电阻的热损耗
导线不光滑造成的尖端放电也会产生电能损耗，但是相对来讲这种 损耗较小，一般不计
2、降低输电损耗的途径是什么？
由ΔP=I2r可知：
减小输电线的电阻 减少输电线的电流
2．功率关系 P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 线＋P3 3．电压、电流关系 UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II43 U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线． 4．输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. 5．输电导线上损耗的电功率：P 线＝I 线 U 线＝I2线R 线，P 线＝UP222R 线．

典型例题
例4.(多选)如图1所示，某小型发电站发电机输出的交流 电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3Ω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220V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( AC) A.输电线上的损失功率为300W B.升压变压器的匝数比为1∶100 C.降压变压器的输入电压为4970V D.降压变压器的匝数比为100∶1
（1）降压变压器输出的电流是多少？输电线上的电流是 多少？ 431.8A，25A
（2）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电 压是多少？200V，4000V （3）两个变压器的匝数比等于多少？ 1：16，190：11
祝你学业有成
2024年4月28日星期日8时20分54秒
答案：(1)见解析图； (2)1：20，240：11； (3)96kW
典型例题
例7.某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机 的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电， 输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为 220V。要求在输电线上损失的功率控制位5kW（即用户 得到的功率为95kW）。请你设计两个变压器的匝数比。 为此，请你计算：
电压角度分析流程：P I线2r
P1
P2
U2I线
n1 n2
U1 U2
P3
P2
P
P1 P U3I线
n3 n4
U3 U4
三.远距离输电
远距离输电一般采取先升压后降压的形式。如图所示
的电路进行远距离输电，允许功率损失为ΔP，求升压变
压器的匝数比n1：n2以及降压变压器的匝数比n3：n4

实用交流发电机
实际的交流发电机，结构比较复杂，但
主要由转子（转动部分）和定子（固定 部分）两部分组成 . 转子由水轮、汽 轮机或内燃机来带动. 大型发电机发出很高的电压和很强的电 流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式 发电 . 这种发电机叫做旋转磁极式发电 机.
P I R 损
2
减少电能损失的方法： (1)减小导线电阻 (2)减小输电线中的电流
(1)减小输电线的电阻
L R S
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，因为要保证输电距 离，所以长度是无法缩短的。 3、可适当增大横截面积。太粗不可能，既不 经济又架设困难。
变压器
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电线
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。
(2)减小输电线中的电流
I=P/U
1、降低电功率。电功率降低，输出电能的 速度就会减慢，造成电能的供不应求。对 我们的日常生活生产造成影响。
2、增大电压。增大电压，线路中的电流就 会减小，这样电路中就会损失较少的电能， 所以这个方法是可行的。
在保证用户的电功率的前提下， 怎样才能减小电能输送中的损失？
P P P 用户 输送 损
P输送 U 输送 I 输送
提高输电电压, 是减少电能在输送线路上损失的 最有效的办法
是不是输电电压越高越好?

经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
三、高压触电及其防护 用电器为什么不直接使用高压电？ 高压电的绝缘防护要求很高， 直接供给家用电器十分不安全。 人靠近高压带电体，就可能触电。
高压触电的两种形式
高 压 电 弧 触 电
高 压 跨 步 触 电
U
防护 （1）为防止高压触电造成人身伤害： 必须远离高压带电体。 （2）如发现有高压输电线段落到地面时： 不可走近，应立即设立警示标志，并 通知有关电力部门进行抢修。 安全用电原则：不接触低压带电体 不靠近高压带电体
(2)减小输电线中的电流 当输送电的总功率一定 根据：P电=UI } 时，电压增大，则电流 2 p损=I R 就会减小，这样电路中 就会损失较少的电能， 所以在远距离输电时宜 采用高压输电。 提高输电电压,是减少电能在输送线路上损失 的有效的办法，远距离输电用高压输电
变压器
升压变压器
发电站
用户
第十八章 电能从哪里来
为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能的输送问题．即:
一、高压输电
发 电 厂
升 压 变 压 器
高 压 线 路
降 压 变 压 器
工 厂 居 民
家庭用电的电压是220V，然而高压输电线 上的电压通常都有几十万伏。 为何采用高压输电？ 高压输电——可减少输电线上的电能损失 导体是有一定电阻的，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，
降压变压器
高压输电 线
变压器原理：电磁感应原理 变压器的作用：可以将输入的交流电压升 高（升压变压器）或降低（降压变压器） （变压器不能升高或者降低直流电的电压）