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高中物理_电能的远距离传输教学课件设计

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高三物理远距离输送电(PPT)1-1

高三物理远距离输送电(PPT)1-1
级线圈的匝数分别为: n1、n1′、n2、n2′，相应的电压、
电流、功率也应该采用相应的符号来表示。
1.从图中可看出功率之间的关系是：
P1=P1′， P2=P2′ ， P1′=Pr+P2
2.电压之间的关系是：UU11

n1 n1
,
U2 n2 , U2 n2
U1 Ur U2
3.电流之间的关系是：I1 n1 ,
一种是增大输电导线的截面积以减小电阻．
另一种是减小输电电流．在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压．
通过以上分析，我们看到，无论从减小输电中的功率
损失，还是从减小电压损失方面看，都要求提高输电 电压，减小输电电流．
三、远距离输电问题的解题方法 首先要画出远距离输电的示意图来，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
一、远距离输电: 减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R 一种方法是: 减小电阻. 在电线长度L一定的情况下,
应当选用电阻率小、横截面积大的导线．
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下,电流如果减小到原来的百 分之一,功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一. 减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR
•
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弧边招潮蟹 Uca arcuata招潮蟹广泛分布于热带亚热带海岸的潮间带，全世界有80多种，少数也分布于靠近河口的内陆溪流岸边，多数栖息在红树林旁的滩涂或红树林之间的湿地，是红树林沼泽中最具代表性的螃蟹。 招潮蟹的生活习性与潮汐有密切关系。涨潮时，它挥舞着大螯，好像在招唤潮水快涨（因此得名“招潮蟹”）；在潮水到来之际，招潮蟹迅速钻进洞里并用一团淤泥塞好洞口，使潮水无法进入洞穴，洞内仍有一些空气可供呼吸；退潮后，招潮蟹从洞穴里出来 ，悠然自得地在阳光下散步、取食。 头胸甲前宽后窄，状以菱角，表面光滑，侧区和中区间有沟，中部各区分界明显。额小，呈圆形。眼窝宽而深，背绿中部凸出，侧部凹入，眼柄细长。侧缘具隆线，自外眼窝齿向后行，不久卽斜向内后方。雄螯极不对称，大螯长节背缘甚隆，颗粒稀少，内腹 缘具锯齿，腕节背面观呈长方形，与掌节背面均具粗糙颗粒，两指问的空隙很大，有时稍小，两指侧扁，其长度约为掌节长度的1.5-2倍，内缘各具大小不等的锯齿。小螯长节除腹缘外，边缘均具颗粒，内、外侧面具分散刚毛，两指间距离小，内缘具细齿，末 端内弯，呈匙形。雌螯小而对称，与雄性的小螯相似。各对步足的长节宽牡，前绿具细锯齿，腕节前面有2条平行的颗粒隆缓。第四对的仅前缘具微细颗粒，前节隆线与腕节相似，指节扁平。雄性腹部略呈长方形，雌性腹部圆大。头胸甲长21.0毫米，前缘宽34 毫米，后缘宽14.4毫米。

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3_2

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3_2

[特别提醒] (1)输电电压是指加在输电线起始端的电压，电压损失是指 输电线上的电压降。 (2)输送功率是指加在输电线起始端的功率，功率损失是输 电线上消耗的功率。 (3)减小输电线上的功率损失和电压损失的有效途径是：提 高输电电压，以减小输电电流。
1．(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所 用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电 功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P和P用的关系式 正确的是 U2S A．P′＝ ρL U2 S C．P用＝P－ ρL P2ρL B．P′＝ U2S
答案：BD
2．在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是2 000 V，输 出功率是10 kW，输电线电阻是20 Ω，求： (1)输电线上损失的功率和损失的电压； (2)用户能得到的功率和电压。 P出 10×103 解析：(1)由P出＝I线U出，得I线＝ ＝ 2 000 A＝5 A。 U出
则输电线上损失的功率P损＝I线2r＝52×20 W＝500 W。 损失的电压U损＝I线r＝5×20 V＝100 V。 (2)降压变压器得到的电压和功率分别为： U用＝U出－U损＝(2 000－100) V＝1 900 V， P用＝P出－P损＝(10×103－500) W＝9 500 W。 答案：(1)P损＝500 W (2)P用＝9 500 W U损＝100 V U用＝1 900 V
(2)在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输 U 电线中电流为I＝ r ，对不对？为什么？ 提示：不对。U为输电电压，而不是加在输电导线上的电压，即
U≠Ir，而输电电流可通过P＝UI求得。
(3)“提高输电电压，减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾？
U 提示：不矛盾。欧姆定律I＝ R 是对纯电阻元件成立的定律，而 “提高输电电压，减小输电电流”是从输电角度，由P＝UI，且 在P一定的条件下得出的结论，两者没有必然联系。

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输课件

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输课件
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
3．电网送电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益． (2)减少 断电 的风险，调剂不同地区 电力供需 的平衡， 保障供电的质量． (3)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高． 三、高压直流输电 直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电和用电环节仍 是交流；输电过程中只用两根导线． 整流器 和 逆变器 可以 实现交流电和直流电的转换．
一、为什么要采用高压输电 1．输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障． (2)保质：保证电能的质量—— 电压 和 频率 稳定． (3)经济：输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少． 2．输电线上的电能损失 (1)原因：导线有电阻，电流通过时，因发热而损失电能．输 电线上的功率损失ΔP＝I2r. (2)降低输电损耗的两个途径 ①减小输电线的 电阻 ． ②减小输电导线中的电流．
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
一、远距离输电损耗的产生及减损方法
1．输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算：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ΔP＝I2R
(2)减小输电线上功率损失的方法．
①减小输电线的电阻R：由R＝ρL S，得要减源自R，可以减小ρ、L，增大S.
第3节 电能的远距离传输
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
1．了解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有 关．
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．
3．了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电 网设计．
4．了解高压直流输电的原理．
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输

高一物理电能的远距离传输PPT优秀课件

高一物理电能的远距离传输PPT优秀课件

• ●教学流程设计
演示结束
课标解读 重点难点
1.了解从变电站到用
户的输电过程，知道 1.找出影响远距离输
远距离输电时应用高 电损失的因素．(重
电压的道理．
点)
2.理解降低输电损耗 2.理解高压输电可减
的两个途径及其各自 少功率与电压损
的优缺点．
失．(重点)
3.掌握远距离输电的 3.理解高压输电原理，
第 3 节 电能的远距离传输
教师用书独具演示
●课标要求 (一)知识与技能 1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过 程． 2．知道降低输电损耗的两个途径． 3．了解电网供电的优点和意义．
●新课导入建议 介绍引入新课 人们常把各种形式的能(如水流能、燃料化学能、核能) 先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传 输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？ 这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细 地阅读教材，思考问题．
综合解题方略——远距离输电电路的分析 在如图 4－3－5 所示的远距离输电电路图中， 升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电 压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下 列说法中正确的有( )
图 4－3－5
1．远距离高压输电主要原因( ) A．一定是输电导线具有电阻 B．一定是输电导线具有容抗 C．一定是输电导线具有感抗 D．以上说法均不正确 【解析】 电能的主要损耗是电热，由 ΔP＝I2R 可知 A 选项正确． 【答案】 A
输电线上的功率损失
【问题导思】 1．输电过程功率损失的原因是什么？ 2．如何计算功率损失？ 3．如何减少功率损失？
输电线上的电压损失
【问题导思】 1．输电线上为什么存在电压损失？ 2．如何计算输电线上的电压损失？ 3．如何减少输电线上的电压损失？

高二物理鲁科版选修3～2课件4.3 电能的远距离传输

高二物理鲁科版选修3～2课件4.3 电能的远距离传输

由 Δ P=I2R 和 R=ρ 知,输电线可用 ρ 小、S 大的导线,但增大成 本,施工困难 由 P=UI 知,P 不变时,提高电压 U,减小电流 I ,即远距离输电采用 高压输电
1
2
3
练一练
远距离输送交流电都采用高压输电,我国正在研究用比较高的电压进行输电,采 用高压输电的优点是( )
A.可提高输电电流的最大值 BБайду номын сангаас可根据需要调节交流电的频率
②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。
探究一
探究二
(2)减小输电电流: 在输电功率一定的条件下,根据P=UI可知,要减小输电线中的电流I,必须提高输电电 压U。在输送功率P一定,输电线电阻R线一定的条件下,输电电压提高到原来的n倍,根 ������ ������ 1 R 线 知,输 据ΔU=IR线= ������ R线知,输电线上的电压损失将变为原来的 ,根据 ΔP=(������)2· ������ 1 电线上的功率损失将降为原来的 2。所以减小输电电流,采用高压输电的方法比减小
1
2
3
练一练
(多选)为了减小输电线路中的能量损耗,可采用的方法是( A.提高输电电压 B.增大输电电流 )
C.增大输电导线的截面积
D.采用电阻率较小的导线
解析:减小输电线路中的能量损耗,可以有两个途径:减小输电导线的电阻,减小 输电电流。而增大导线横截面积、采用电阻率较小的导线,均可减小导线的电阻, 故选项A、C、D符合题意。 答案:ACD
输电线电阻的方法更有效。
������
特别提醒
(1)分析电压损失时,注意U和ΔU的区别,U是输电电压,ΔU是输电线上损失的电压。

电能的远距离输送课件(22张PPT)高二物理鲁科版2019选择性必修第二册

电能的远距离输送课件(22张PPT)高二物理鲁科版2019选择性必修第二册
压为2 ,下列4个计算输电线功率损耗的式子中，不
正确的是( A )
1 2
A．

C．2
(1 −2 )2
B．

D．(1 − 2 )
∆ = = ∆ = −
(∆)
=

变式 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


=
′
=
= A,∆ = = kW，∆ = = kV

′
= A,∆′ = ′ = kW，∆ = ′ = 00V
输电电压越高，损耗越小
思考 采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用
户使用。如何确定降压变压器的匝数比呢？
新课学习 高压交流输电与直流输电
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；


=


→ =


=
×

= V
变式 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
除输电线电阻外，电容和
电感也会造成电能损耗
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直Leabharlann 输电电流关系：
=




=


= =
例题 发电厂发电机的输出电压为1 ,发电厂至学校
的输电线电阻为,通过导线的电流为,学校输入电

电能的远距离输送 课件 -高二下学期物理


交变电流
升压变压器
整流器
高压直流电流
用户
降压变压器
高压交变电流
用电地区
高压直流输电的优点 1、直流输电适于地下和水下电缆输电，不会受到电感和电容的影响；
2、在输送相同电功率的电能时，直流输电所用的线材约为交流输电 的三分之二；
3、直流输电杆塔结构也比同容量的交流输电简单，占地面积也小；
4、直流输电时，不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运 行问题。
）2 R
在输送功率和线路电阻一定时，线路中损 失的功率与输送电压的二次方成反比。
无论从减小输电中的功率损失，还是从减小电压损失来看，都 要求提高输电电压，减小输电电流。
输电电压越高，输电线中电流就越小，导线因发热的损耗越小。 输电电压也不能无限制地提高？
不能，输电电压过高，会增加绝缘难度，提高架线费用， 还容易引起输电线路向大气放电，增加能量损失。
升压变压器
n3 n4
降压变压器
U1 n1 U 2 n2
U3 n3 U 4 n4 两个变压器，三个回路
1、功率关系： ①升压变压器： P1=P2 ②降压变压器：P3=P4 ③传输过程：P2=∆P+P3
2、电压关系： ①升压变压器：
②降压变压器：
③传输过程：U2=∆U+U3
3、电流关系： ①升压变压器：
远距离输电时，要综合考虑输送功率的大小，技术和经济等 各种因素，选择合适的输送电压。
在我国
在 100 km 左右时采用 110 kV 的电压输电 在100至300 km 时则采用 220 kV 的电压 更远距离采用更高电压输电
高压输电线路：输电电压为110 kV、220 kV 的线路
特高压输电线路：输电交流电压为1000kV及以上的线路

电能的远距离传输PPT课件 人教版

低压 交流
变压器
高压 交流
整流器
高压 直流
用户
5.关于远距离输电，下列说法中正确的是 [ C ]
U P A.在输电功率一定的条件下，根据 R 可知，
2
导线上损失的电功率与输电电压的平方成正比， 与输电线的电阻成反比。 2
U P B.在输电功率一定的条件下，根据 R
可知， 导线上损失的电功率与输电电压的平方成.反比， 与输电线的电阻成正比。 C . .在输电功率一定和电线选定的条件下，导线 上损失的电功率与输电电压的平方成反比。
例1. 发电机的输出端的电压为220V，输出功 率为4400W，输电线电阻为2Ω （1） 用户得到的电压和功率是多少？
发 R 电 U 机 I
U用 用 户
U 路 IR 40V U 用 U U 路 180V
用户与路阻看成串联 P I 2 R 800W 路
P I 20 A U
8
6 10 J
3
C. 1 10
J
D.
6 10 J
9
问题：实际输电线之间相当于一个电容器， 并存在电感。电容器会使输送电线之间产生 漏电现象（因为交流电可以通过电容），使 输送电能损失。电感对交变电流有阻碍作用， 会引起输送电压的损失。 六、前景：直流输电 发电厂 低压 变压器 高压 整流器 高压 交流 交流 直流 输送
P损=2%P=2kW I'=P/U ' =20A I=P/U=10A P损 ' =I'2R=8kW R=P损/I2 线 电 阻 共 计 1Ω ， 输 送 电 功 率 是 100Kw ，若用 10kV 的高压输电 1min ，输 电线因发热损失的电能是 [ B ] A.100J B.

第3节电能的远距离传输ppt课件


A．功率损失是原来的 1
n
B．功率损失是原来的
1 n2
C．电压损失是原来的 1
n
D．电压损失是原来的n倍
例、发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW， 输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级线圈 匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线 后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变 压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图并标出各符号；
(2)线路中损失的电压和功率；
(3)求用户得到的电压和功率；
(4)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到 的电压和功率．
1、高压交流输电遇到的困难：① 容抗 ② 感抗 ③ 同步 。
2、高压直流输电的优点：① 电线用量少 ②没有容、感抗。
③ 不具有同步性
。
学案导学
1．远距离输电过程电能主要损失在 线路电阻 。 2、降低输电损耗的两个途径①减小输电线 的电阻 。②减小输电线中的 电流 ，最有效的方法是 通过提高 电压 降低 电流 从而减小电能损失。
3、最简单的输电模型是在发电站内用 升压 变 压器，然后进行远距离输电，在用电区域用 降压变 压器．
4、画出最简单的输电模型的电路图并标出相应 的符号。
1．在电能输送过程中，若输送的电功率一定、 输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率 (ACD )． A．和输送电线上电压的平方成反比 B．和输送电流的平方成反比 C．和输送电线上的电压降的平方成正比 D．和输送电流的平方成正比
2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电 压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失 和功率损失正确的是（ BC ）。
I I1
输电规律
1、关于输送电流：I P2 P3 U U2 U3 R

电能的远距离传输PPT课件

考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D项也正确.
答案 AD
精品ppt
25
4.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有
一个电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV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4 800度.求：
(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻R线；
用户得到的功率为P4＝U4I4＝219.6×200 W＝4.392×104 W.
精品ppt
18
(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.
解析 若直接用 220 V 低压供电，电路如图所示，
则输电电流 I′＝UP1＝442×20103 A＝200 A.
输电线路上的电压损失ΔU′＝I′R线＝200×0.2 V＝40 V. 所以用户得到的电压U2′＝U1－ΔU′＝220 V－40 V＝180 V， 用户得到的功率为P′＝U2′I′＝180×200 W＝3.6×104 W.
线路上的电压损失 ΔU＝I 线 R 线＝PUR线，可知 ΔU∝1U，当输电电
压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的1n，故选项 C 正确.
答案 BC
精品ppt
10
针对训练 发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电 线总电阻为R线，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列
计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )
ΔP＝ΔUI
线＝I2线R
线＝PU222R
线. 精品ppt
14
3.特别强调
(1)升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3， 输电线上的电压损失ΔU＝I线R线，输电线上的功率损耗
ΔP＝ I线2R 线.
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镍铜合金
钨
5.3×10-8
镍铬合金
电阻率(ῼ•m)
1.0×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7 1.0×10-6
材料分析
10
表：导体材料电阻率、市场价、密度比较
材料
电阻率(ῼ•m)
市场价(万元/吨)
密度( g/cm3)
银
1.6×10-8
352
铜
1.7×10-8
6
铝
2.8×10-8
1.2
钨
5.3×10-8
高中物理选修3-2（高二）
1
电能的远距离传输
2
3
4
5
6
案例分析
7
计量单位：KWh 数 量：67987
距离分析
8
起点：黄台电厂 终点：山师附中 距离：11.1公里
材料分析
9
表：几种导体材料在20oC时电阻率
材料
电阻率(ῼ•m)
材料
银
1.6×10-8
铁
铜
1.7×10-8
锰铜合金
铝
2.8×10-8
P3 = P4 = U3I3 = U4I4
P线
=
I
2 2
R
=
I
2 3
R
=
I2U线
= I3U线
=
U
2 线
R
方案II：高压输电的电路模型
22
任务1、仿照“直接输电”电路分析理顺各物理量之间的关系
任务2、思考：升压匝数n1：n2=1:20，降压匝数能否选用 n3：n4=20:1？
任务3、通过计算说明降压变压器的匝数比n3：n4=？
R
身边的输电线
14
整改方案
15
⒈换用电阻率更小的材料制作输电线
材料换成铜或银
⒉减小输电线路的长度
将学校搬至黄台电厂或在学校附近建电厂 ⒊将导线埋入地下
需要高科技支持 ⒋降低输电线上的电流
保持输送功率不变升高电压
方案II：尝试高压输电
16
已知: 用户所需用电功率： P用=9.1×104W 电厂到用户电线长度：L=2.2×104m
铝导线电阻率： 2.8×10-8 m
要求：输电损耗 P损≤ 9 % P用 输送电压升高为原电压220V的20倍
设计：通过计算说明应架设输电导线的截面半径r，=？
方案比较
4400V 450A
17
70mm
直接送电 高压输电
220V
22.5A 0.04ῼ
3.5mm
方案
直接送电 高压输电
电压（V）
220V 4400V
电流（A） 电阻（ῼ） 导线截面半径
450A
0.04
70mm
22.5A
16
3.5mm
18
方案II：高压输电的电路模型
发 电 厂
19
用 户
方案II：高压输电的电路模型
20
任务1、仿照“直接输电”电路分析理顺各物理量之间的关系 任务2、思考：假如发电厂两端和用户两端电压均为220V
升压匝数n1：n2=1:20，降压匝数能否选用n3：n4=20:1？ 任务3、通过计算说明降压变压器的匝数比n3：n4=？
实验模拟验证
23
实验模拟验证
24
实验模拟验证
25
方案总结
26
⒈输电线材料选用铝；
⒉架设输电线的长度为22.2千米；
⒊架设输电线的截面半径为3.5豪米；
⒋发电厂一端选用匝数比为1︰20的升压变压器升压；
5.用户端利用匝数比为202︰11的降压变压器降压；
6.预计损失功率为用户得到功率的百分之九。
方案I：直接输电的电路模型
12
Ｉ
U送
输发 电
P送
站厂
U线 P线
P用 用 U用
户
方案I：直接输电的电路分析
13
⒈电流关系： 串联电路电流处处相同I；
⒉电压关系：U送 U线 U用
⒊功率关系： P送 P线 P用
⒋各个功率的计算表达式：
P送 U送I
；P用 U用I
；P线
U线I
=I
2R
U
2 线
拓展学习
27
课后作业
28
1、查找资料，结合课本知识对比高压直流、 高压交流两种输电方式的优缺点；2、完成课后作业5、6源自方案II：高压输电的电路分析
21
⒈电流关系： ⒉电压关系： ⒊功率关系：
I1 = n2 I2 n1
U1 = n1 U 2 n2
P1 = P2
I3 = n4 I4 n3
U3 = n3 U4 n4
I2 = I3
U2 = U线 + U3
P2 = P线 + P3 P3 = P4
⒋各个功率的计算表达式：
P1 = P2 = U1I1 = U2I2
10
10.53 8.9 2.7
19.35
方案设计要求
11
已知:
用户所需用电功率： P用=9.1×104W 电厂到用户电线长度：L=2.2×104m
铝导线电阻率： 2.8×10-8m
要求： 发电厂输送电压为220V
输电损耗 P损≤ 9 % P用 设计： 输电电路模型
通过计算说明应架设输电导线的截面半径r = ？