人教版高中物理选修1-1(课件)：3.5高压输电

3.5 高压输电[学习目标定位] 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.了解电网供电的优点，了解输电的新技术．知识点一、远距离输电的电能损失1．影响电能损失的因素：输电线的电阻越大，输电线上通过的电流越大，在输电线上产生的热量就越多，损失的电能越多．2．减少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．3．降低导线电阻的方法：选择导电性能好的材料做导线，且使导线粗一些．4．降低输电电流的方法：在输送功率不变的情况下，提高(填“提高”或“降低”)输送电压，输电线中的电流就会减小．二、电网供电1．将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，叫做电网．2．电网供电的优点是：(1)节约成本，提高效益；(2)使电力的供应更可靠、质量更高.知识探究一、远距离输电[问题设计]1．葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5 万千瓦，从葛洲坝电站发出的电输送到武汉、上海等地，在如此远距离输电过程中，主要需考虑哪些方面的问题？答案 输电导线上电能的损失2．远距离输电中，通常是通过架设很高的、很粗的高压电线把电能输送到目的地的，远距离输电为什么要用高电压？答案 输送功率一定时，提高输送电压，可以减小导线中的电流，从而减小损失的功率．[要点提炼]1．电能损失的原因：电流的热效应．2．减少电能输送时损失的途径(1)降低导线电阻①选择导电性能好的材料做导线．②增加导线的横截面积．③降低导线电阻的措施的局限性：电阻率较小的金属一般比较贵重；导线横截面积增大不仅增加材料消耗，还会给架线工作增大困难．(2)降低输电电流——提高输电电压①由P ＝UI 知，在输送功率不变的情况下，减小电流就必须增大电压．②由P ＝UI 和P 热＝I2R 可知，在P 不变的情况下，电压提高一倍，热损耗功率将会减少为原来的14. 3．远距离输电过程的示意图(如图1所示)图1理想变压器：P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P 损．4．输电线上的功率损失和电压损失(1)输电线上的功率损失设输电线电阻为R 线，输电线上的电流为I 线，则功率损失P 损＝I 2线R 线．(2)输电线上的电压损失ΔU 表示电压损失，U 表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，那么有ΔU ＝U －U′. 说明 输电导线上损失的电能和输出电压的平方成反比，输出电压提高为原来的n 倍，导线上电能的损失就减为原来的1n2. 二、电网供电及其作用1．电网的定义：将多个电厂发的电通过输电线、变压器连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网．2．电网供电的作用(1)可以在一些能源产地使用大容量的发电机组，减少发电设施的重复建设，降低运输一次能源的成本，获得最大的经济利益；(2)可以保证发电和供电系统的安全与可靠，调整不同地区电力供需平衡，保障供电的质量；(3)使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，使电力供应更加可靠、质量更高．例题一、输电线路功率损失的计算例1 关于减少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 ＝U2R，应降低输电电压，或增大导线电阻 B ．由P ＝IU ，应降低输电电压，或减小输电电流C ．由P ＝I2R ，应减小导线电阻，或减小输电电流D ．上述说法均不对解析 解此题关键是分清U 是输电电压，而不是输电线上的电阻引起的电压降落，故C 正确，A 、B 、D 错．答案 C例2 输电导线的电阻为R ，输送电功率为P.现在分别用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∶U2B ．U 21∶U 22C ．U 22∶U 21D ．U2∶U1解析 由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U .输电线中损失的功率P 损＝I2R ＝R ＝P2R U2.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P 损1∶P 损2＝U 22∶U 21.答案 C二、远距离输电例3 某电站发电机组的总输出功率为440 kW ，现用220 V 的电压，用铝导线将其送到离电站10 km 远的工厂，要求电能输送过程中的损耗为输出功率的10%，求铝导线的总电阻应为多大？解析 由P ＝UI 可求出输送电能的电流，I ＝P U ＝440 000220 A ＝2 000 A ， 由P 损＝I2R 可求出铝导线的总电阻，R ＝P 损I2＝ηP I2＝0.1×440 0002 0002Ω＝1.1×10－2 Ω. 答案 1.1×10－2 Ω。

第三章　电磁感应 第五节　高压输电
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高压线上的鸟儿为何不怕“电”　
原来，鸟儿的两只爪子是立在同一根导线上，输送220 kV 高压的LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是95 mm2，容许通过电流为325 A．如果小鸟两爪间距离是5 cm，这段5 cm长的导
线电阻只有1.63×10－6Ω，其两端电压不会超过5.3×10－3V ．如果鸟儿身体的电阻是10 000 Ω，那么通过鸟儿身体的电流仅0.53 mA.电流很弱，因而鸟儿不会触电．
但是，如果鸟儿站在导线上，企图用嘴去啄输电铁塔，那就要大祸临头了，因为导线与铁塔之间的电压很高，因此不等鸟儿接触铁塔，高压电弧就会把它烧焦，同时还会因短路造成停电事故．栏目链接
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要减少电能输送时的损失，有两个途径：________________________、________________.
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接一、减少电能损失的途径
减少输电线的电阻减少输送的电流
1．用电网送电，可以在一次能源产地使用________的发电机组，减少________的重复建设，降低______________的成本，获得最大的经济利益．
2．电网可以保证______和______系统的安全与可靠，调整不同地区______供需的平衡，保障_____________．,栏目链接
二、电网供电
大容量发电设施运输一次能源
发电供电
电力供电的质量
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要点　减少输电线上功率损失的方法
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3.5 高压输电[学习目标定位] 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.了解电网供电的优点，了解输电的新技术．知识点一、远距离输电的电能损失1．影响电能损失的因素：输电线的电阻越大，输电线上通过的电流越大，在输电线上产生的热量就越多，损失的电能越多．2．减少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．3．降低导线电阻的方法：选择导电性能好的材料做导线，且使导线粗一些．4．降低输电电流的方法：在输送功率不变的情况下，提高(填“提高”或“降低”)输送电压，输电线中的电流就会减小．二、电网供电1．将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，叫做电网．2．电网供电的优点是：(1)节约成本，提高效益；(2)使电力的供应更可靠、质量更高.知识探究一、远距离输电[问题设计]1．葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5 万千瓦，从葛洲坝电站发出的电输送到武汉、上海等地，在如此远距离输电过程中，主要需考虑哪些方面的问题？答案输电导线上电能的损失2．远距离输电中，通常是通过架设很高的、很粗的高压电线把电能输送到目的地的，远距离输电为什么要用高电压？答案输送功率一定时，提高输送电压，可以减小导线中的电流，从而减小损失的功率．[要点提炼]1．电能损失的原因：电流的热效应．2．减少电能输送时损失的途径(1)降低导线电阻①选择导电性能好的材料做导线．②增加导线的横截面积．③降低导线电阻的措施的局限性：电阻率较小的金属一般比较贵重；导线横截面积增大不仅增加材料消耗，还会给架线工作增大困难．(2)降低输电电流——提高输电电压①由P＝知，在输送功率不变的情况下，减小电流就必须增大电压．②由P＝和P热＝I2R可知，在P不变的情况下，电压提高一倍，热损耗功率将会减少为原来的.3．远距离输电过程的示意图(如图1所示)图1理想变压器：P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P损．4．输电线上的功率损失和电压损失(1)输电线上的功率损失设输电线电阻为R线，输电线上的电流为I线，则功率损失P损＝R线．(2)输电线上的电压损失ΔU表示电压损失，U表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，那么有ΔU＝U－U′.说明输电导线上损失的电能和输出电压的平方成反比，输出电压提高为原来的n倍，导线上电能的损失就减为原来的.二、电网供电及其作用1．电网的定义：将多个电厂发的电通过输电线、变压器连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网．2．电网供电的作用(1)可以在一些能源产地使用大容量的发电机组，减少发电设施的重复建设，降低运输一次能源的成本，获得最大的经济利益；(2)可以保证发电和供电系统的安全与可靠，调整不同地区电力供需平衡，保障供电的质量；(3)使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，使电力供应更加可靠、质量更高．例题一、输电线路功率损失的计算例1关于减少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＝，应降低输电电压，或增大导线电阻B．由P＝，应降低输电电压，或减小输电电流C．由P＝I2R，应减小导线电阻，或减小输电电流D．上述说法均不对解析解此题关键是分清U是输电电压，而不是输电线上的电阻引起的电压降落，故C正确，A、B、D错．答案 C例2输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现在分别用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．∶C．∶ D．U2∶U1解析由P＝得输电线中的电流I＝.输电线中损失的功率P损＝I2R＝2PU⎛⎫⎪⎝⎭R＝.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P损1∶P损2＝∶.答案 C二、远距离输电例3某电站发电机组的总输出功率为440 ，现用220 V的电压，用铝导线将其送到离电站10 远的工厂，要求电能输送过程中的损耗为输出功率的10%，求铝导线的总电阻应为多大？解析由P＝可求出输送电能的电流，I＝＝A＝2 000 A，由P损＝I2R可求出铝导线的总电阻，R＝＝＝Ω＝1.1×10－2 Ω.答案 1.1×10－2 Ω。