电能的输送(3)

高中物理电能的输送知识点许多大型水电站建设在远离我们的高山峡谷之中，电能在那里生产出来，并不能马上被使用，它只有通过电力网跨过千山万水到达城市、工厂，走进千家万户，才能被使用;离城市较近的火电厂、核电站生产出的电能也要通过电力网传输，才能被使用。

因此，电力网成为连接电厂和用户的纽带，它就像是电力系统中的“血管”。

电力网是由升压变压器、传输线路、高压塔架、降压变压器、无功补偿器、避雷器等电气设备，以及监视和控制自动装置所组成的复杂网络系统。

下图即为一变电站的输配电系统。

高中物理变电站的输配电系统电能在发电机中生产出来，此时电压为10kV左右，经升压变压器变成220kV或500kV后，通过超高压输电线输送到城市的供电网上，再经多级降压变压器最终变为220V，才能供我们使用。

这就是常见的交流输电方式。

由于交流输电日益暴露出一些问题。

因此人们也开始采用新型的高压直流输电方式进行远距离输电，在中国建成的就有“葛-上”(葛洲坝-上海)500kV直流输电线。

高压直流输电方式就是在原有的交流输电网中增加了整流器(把交流电变为直流电)和逆变器(把直流电变为交流电)，来完成其任务的。

那为什么传输时要采用超高压(500kV等)输电呢?主要是因为要减少线损(Q)，也就是电能在传输时在传输线上以热能等形式白白损失掉的能量。

只有不断地提高电压，才能减少线损Q 与通过传输线的电流I有这样的关系：Q=I2R，因为传输线的电阻R一定，因此要减少Q就要减小I，而I又与电压U成反比，因此，减少线损就要提高电压。

我们平时最常见到的传输线路就是架空线路，其次是电力电缆。

最新的、最有前途的传输线要数高温超导导线了，据华中理工大学超导电力科研与发展中心提供的一份，目前，中国输配电系统的网络损耗高达百分之八点五，到2010年，按预测的装机容量，中国在输配电网上将损失二到三个三峡电站所发出的电能。

而高温超导导线由于其零电阻的特性，将能极大地减少线损。

4 电能的输送[学习目标] 1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关(重点)。

2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算(重难点)。

3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程(重点)。

一、降低输电损耗的两个途径人们常把各种形式的能(如水能、燃料化学能、核能等)先转化为电能再进行利用，因为电能可以通过电网很方便地传输到远方。

电能从发电厂到远方用户端的传输过程，如图所示。

假定输电线路中的电流是I ，用户端的电压是U ，两条导线的总电阻是r 。

在图中，导线的电阻集中画为一个电阻r 。

(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一半，线路上损失的功率变为原来的多少？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率变为原来的多少？(3)通过第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？(4)怎样计算用户消耗的功率P ？在保证用户的电功率不变的前提下，怎样才能减小输电电流？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________1．输送电能的基本要求(1)可靠：指保证________________可靠地工作，故障少。

(2)保质：保证电能的质量——________和________稳定。

(3)经济：指输电线路建造和运行的费用________，电能损耗________。

2．输电线路的电压损失输电线始端电压U 与输电线末端电压U ′的差值。

ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝P Ur ，其中I 为输电线上的电流，r 为输电线的电阻。

3．输电线路的功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP ＝I 2r 。

高三物理电能的输送知识点电能的输送是物理学中的一个重要知识点，涉及到电力传输、电路布线以及电子设备的操作等方面。

本文将介绍电能输送的基本原理、电流传输的方式以及常见的电路连接方式。

通过了解电能输送的知识点，可以帮助我们更好地理解和应用电能。

一、电能的基本原理电能是电荷做功的能力，是由带电粒子的电荷之间相互作用而产生的能量。

通常用符号E表示，单位是焦耳（J）。

电能的输送是指将电能从一个地方传送到另一个地方，其中涉及到电流的传输和电路的连接。

二、电流传输的方式电流是带电粒子在导体中的流动，是电能输送的载体。

根据电流传输的方式不同，可以分为直流和交流两种。

1. 直流（Direct Current，简称DC）直流电流的方向是保持不变的，电荷的流动方向始终相同。

直流电能的传输通常应用于低压、小功率的场合，比如电池、小型电子设备等。

2. 交流（Alternating Current，简称AC）交流电流的方向是周期性变化的，电荷的流动方向会不断改变。

交流电能的传输主要用于家庭、工业和城市电力系统中，因为它能够方便实现远距离的输送和大功率的传输。

三、电路连接方式为了实现电能的输送，电路需要进行合理的连接。

根据连接方式的不同，电路可以分为串联、并联和混合连接。

1. 串联连接串联连接是将电器依次连接在同一电路中，电路中只有一条路径供电流通过。

串联连接的特点是电流强度在各个电器中相同，而电压则依次分配给各个电器。

串联连接常用于需要依次工作的电器，比如圣诞灯串、电子钟等。

2. 并联连接并联连接是将电器并列地连接在电路中，电路中有多条路径供电流通过。

并联连接的特点是电压在各个电器中相同，而电流则依次分配给各个电器。

并联连接常用于需要同时工作的电器，比如家庭电路、电脑外设等。

3. 混合连接混合连接是将电器既串联又并联地连接在电路中，根据实际需要进行灵活的连接。

混合连接常用于复杂的电路系统，比如工业生产线、通信网络等。

四、电能输送的技术和应用随着科技的不断进步，电能输送的技术和应用也得到了广泛发展。

知识点3：电能的输送1．远距离输电一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。

并按照规范在图中标出相应的物理量符号。

一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别也应该采用相应的符号来表示。

从图中应该看出功率之间的关系是：122334=+=,;P P P P P P P P P ===电损线， 电压之间的关系是：1133232244,,=U n U nU U U U U n U n ===+线损 电流之间的关系是：1234232143,,=r I n I n I I I I I n I n ====线 可见其中电流之间的关系最简单，23=r I I I I ==线中只要知道一个，另两个总和它相等。

因此电流往往是这类问题的突破口．．．．．．．．．．．．．。

2、输电线上的功率损失和电压损失输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

分析和计算时都必须用222,P I r U I r ==损损，能用2U P r=损损。

特别重要的是要求会分析输电线上的功率损失22221=P L P U S U S ρ⎛⎫⋅∝ ⎪⎝⎭电损，．电路中电能损失22=⎛⎫ ⎪⎝⎭电损线P P R U ，2=⎛⎫⎪⎝⎭电损线PU R U ，当用此式时，电压用输电电压来计算．由此得出结论：⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积，当然选择前者。

⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。

需要引起注意的是课本上强调：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。

4．(2019·衡水模拟)如图所示为某山区小型电站输电示意图，发电厂发出U 1＝2202sin(100πt ) V 的交流电通过变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，图中高压输电线部分总电阻为r ，负载端的电压表是理想交流电表，下列有关描述正确的是( )A．若开关S1、S2都断开，则电压表示数为零B．负载端所接收到交流电的频率为25 HzC．深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故D．用电高峰期灯泡较暗，可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度C[S1、S2都断开时变压器空载，副线圈两端有电压，电压表示数不为零，A错误。

《电能的输送》讲义电能作为现代社会最为广泛使用的能源之一，其输送环节至关重要。

电能从发电厂产生后，需要经过一系列的设施和技术手段，才能安全、高效地输送到用户终端。

一、电能输送的基本原理电能的输送基于电磁感应原理。

发电厂产生的电能通常是交流电，通过变压器升高电压，以减少输电过程中的电能损耗，然后通过输电线路将电能输送到远方。

在到达用户端之前，再通过变压器将电压降低，以适应用户设备的工作电压。

二、输电线路输电线路是电能输送的通道，主要分为架空线路和电缆线路。

架空线路由杆塔、导线、绝缘子等组成。

其优点是建设成本相对较低，维护方便；缺点是容易受到外界环境的影响，如雷击、风灾等。

电缆线路则敷设在地下或水下，具有占地少、可靠性高、受外界干扰小等优点，但建设成本较高，故障排查和维修难度较大。

三、电压等级为了满足不同距离和功率的电能输送需求，输电系统采用了不同的电压等级。

常见的电压等级有 110 千伏、220 千伏、500 千伏甚至更高。

较高的电压等级可以降低输电线路中的电流，从而减少线路的电阻损耗。

但过高的电压也会带来绝缘等方面的技术难题。

四、电能损耗在电能输送过程中，不可避免地会存在电能损耗。

主要包括电阻损耗和电晕损耗。

电阻损耗是由于电流通过输电线路的电阻产生的热能损失。

降低电阻损耗的方法包括选用电阻率低的导线材料、增大导线截面积等。

电晕损耗是由于输电线路周围的电场强度超过空气的击穿强度，导致空气电离放电而产生的能量损失。

通过合理设计导线的结构和尺寸，可以减少电晕损耗。

五、变压器变压器在电能输送中起着关键作用。

它可以改变交流电压的大小。

升压变压器将发电厂发出的电能升高电压，以便远距离输送。

降压变压器则在电能到达用户端时，将电压降低到合适的水平。

变压器的工作原理基于电磁感应，通过改变绕组的匝数比来实现电压的变换。

六、无功功率补偿在电能输送过程中，除了有功功率，还存在无功功率。

无功功率会增加线路的电流，从而增加电能损耗。

物理知识点电能的输送教案物理知识点电能的输送教案电能通过输电线就可以输送到远方.相对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，显然具有它突出的优点。

以下是精心整理的物理知识点电能的输送教案，欢迎大家分享。

电能的输送物理教案1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.五、作业布置：某电站发电功率约271.5万千瓦，如果用1000伏的电压输电，输电电流是多少?如果输电电阻是200欧，每秒钟导线发热损失的电能是多少?如果采用100千伏的高压输电呢?探究活动考察附近的变电站，学习日常生活中的电学知识和用电常识.了解变压器的工作原理调查生活中的有关电压变换情况.调查：在电能的传输过程中，为了减小能量损耗而采用提高电压的方法，可是在提高电压后相应的对一些设备的要求也会提高，请调查在高压输电和低压输电过程中的投入产出比.电能的输送物理教案2（一）教学目的1、了解电能输送过程。

电能的输送涉及到输电线路的电阻、电流和电压等参数。

根据
能量守恒定律，电能输送过程中能量不会消失也不会增加，因
此在理想情况下，输电线路上的损耗为零。

然而在实际应用中，输电线路存在电阻，因此电能输送过程中会有能量损失。

为了降低能量损失，我们可以通过提高输电电压或减小输电线
路的电阻来实现。

输电电压越高，电流就越小，从而线路损耗
也越小。

同时，减小输电线路的电阻也可以降低能量损失。

因此，在长距离输电时，通常采用高压输电方式来降低能量损失。

另外，输电线路的功率也会受到限制。

根据公式P=UI（功率=
电压×电流），在输电电压一定的情况下，输电电流越大，输
电功率也越大。

但是随着输电电流的增大，输电线路上的电压
降也会增大，从而导致输电电压降低。

当输电电流达到一定值时，输电电压会降低到无法维持正常输电的水平，因此输电线
路的功率也会受到限制。

总之，在电能输送过程中，我们需要综合考虑输电线路的电阻、电流、电压和功率等因素，通过合理的设计和运行方式来降低
能量损失和提高输电效率。

在实际应用中，我们可以通过采用
高压输电、增大导线截面积、采用电缆等措施来提高输电效率。