电能的输送

=I² Rt
例1、某交流发电机的输出电压为220V，输出 的电功率为4400W，发电机到用户的输电线 的电阻为4Ω，求 （1）输电导线中的电流是多少A ？
（2）输电导线中损失的电压和电功率各是多 少？ （3）用户得到的电压和电功率各是多 少？
输电线上的功率损失 △P=I2R
输电线上的电压损失 △U=IR
交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
输电线路示意图
I1
P1 发 电 ~ U1 厂
n1
I2
U2 P2
∆U、∆P
I3
P3 U3
I4
用 户
U4 P4 n4
n2
n3
电压关系： 电流关系： 功率关系：
例2、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，输出电压为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； （2）输电导线上的功率损失； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比； （4）用户得到的功率。
为了减少功率损失和电压损失：
（1）减少材料的电阻率ρ
（1）减少输电线的电阻 （2）减少输电线的长度L
（3）增加导线的横截面积S
（2）减少输电线的电流
输送功率P是一定
由P=UI
增加U
例1、某交流发电机的输出电压为220V，输出 的电功率为4400W，发电机到用户的输电线 的电阻为4Ω，求 （4）如果有变压比为1：10的升压变压器升压 后向用户输电，用户处再用变压比为10：1的降 压变压器降压后使用，那么用户得到的实际 电压和电功率又是多少？

A．功率损失是原来的n1 B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的n1 D．电压损失是原来的 n 倍
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[解析] 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线 路总电阻为 r，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的

电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl

二. 电能的输送1. 输送电能的过程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送到武汉、上海等地的呢？当然是通过电线输送的。

而且是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的。

输送电能的过程如下图所示：发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位。

2. 高压输电的道理思路：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失。

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。

电流通过很长的导线要发出大量的热，如：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果通的电流是100安，每秒钟导线发热就是400万焦耳。

这些热都散失到大气中，白白损失了电能。

所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。

如何减小导线发热呢？由焦耳定律Q=I2Rt，减小发热Q有以下三种方法：一是减小输电时间t，二是减小输电线电阻R，三是减小输电电流I。

哪种方法能被实际使用呢？第一种方法等于停电，没有实际价值。

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Q=I2Rt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也是很可行的。

所以说要减小电能的损失，必须减小输电电流。

但从另一方面讲，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。

怎样才能满足上述两个要求呢？根据公式P=UI，要使输电电流I减小，而输送功率P 不变（足够大），就必须提高输电电压U。

所以说通过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。

3. 变压器能把交流电的电压升高（或降低）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。

高压电输送到用电区附近时，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。

电能的输送知识点总结电能的输送是指将电能从发电厂输送到用户的过程。

在这个过程中，需要考虑电能的输送效率、安全性、稳定性等因素。

本文将从输送方式、输送线路、输送设备等方面进行总结。

一、输送方式电能的输送方式主要有两种：交流输电和直流输电。

1. 交流输电交流输电是指将交流电能通过输电线路输送到用户的过程。

交流输电的优点是输电距离远、输电损耗小、成本低、维护方便等。

交流输电的缺点是输电线路的电压和电流波动大，容易产生电磁干扰和电压降低等问题。

2. 直流输电直流输电是指将直流电能通过输电线路输送到用户的过程。

直流输电的优点是输电距离远、输电损耗小、电压稳定、电流平稳等。

直流输电的缺点是成本高、维护困难等。

二、输送线路输送线路是指将电能从发电厂输送到用户的电缆或电线路。

输送线路的选择需要考虑输电距离、输电功率、输电电压等因素。

1. 输电距离输电距离是指电能从发电厂到用户的距离。

输电距离越远，输电损耗越大，需要选择更高电压的输电线路。

2. 输电功率输电功率是指电能的传输功率。

输电功率越大，需要选择更大的输电线路。

3. 输电电压输电电压是指电能的传输电压。

输电电压越高，输电损耗越小，但需要更高的安全措施。

三、输送设备输送设备是指将电能从发电厂输送到用户的设备，包括变电站、变压器、开关设备等。

1. 变电站变电站是将发电厂输送的电能进行变压、分配、控制等处理的设备。

变电站的作用是将高压电能转换为低压电能，以适应用户的需求。

2. 变压器变压器是将电能的电压进行变换的设备。

变压器的作用是将高压电能转换为低压电能，以适应用户的需求。

3. 开关设备开关设备是控制电能输送的设备。

开关设备的作用是控制电能的开关、保护电路、调节电压等。

电能的输送是一个复杂的过程，需要考虑多种因素。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的输送方式、输送线路和输送设备，以确保电能的安全、稳定和高效输送。