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人教版高二物理选修3-2课件：电能的输送

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人教版高中物理选修(3-2)第5章第6讲《电能的输送》ppt课件

人教版高中物理选修(3-2)第5章第6讲《电能的输送》ppt课件

（1）一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000度 终点得到的电能E′＝7 200度
(2) P 损＝PU2·R 线∝U12， 现在要求 P 损′＝P·2％＝10 kW，
η ＝ E′/ E ＝60% P损＝4800KW损＝I2R线
原来 P 损＝2 200 kW， 计算可得输电电压应调节为 U′＝22.4 kV.
课堂讲义
电能的输送
一、降低输电损耗的两个途径 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线，则输电线上的功 率损失为Δ P＝I2R线
(2)减小输电线上功率损失的方法． ①减小输电线的电阻 R 线：由 R 线＝ρLS得，要减小 R 线，在 L 保持 不变的情况下，可以减小 ρ，增大 S. ②减小输电电流 I：由 P＝UI 得，在输送功率一定的情况下，提 高输电电压，即可减小输电电流．
(3)处理远距离输电问题．
首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相 应位置．
其次解题时要抓“两头”——电源、用电器．要注意“中间一条 线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回 路．以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来， 利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算．
一、降低输电损耗的两个途径
1.故障 电压 频率 电能
2.I2R线 电阻率小
增加
电流 提高
二、电网供电
1．升压变压器 3．运输成本
降压变压器
质量
可靠
想一想 在图中，甲同学说U2＝I2R线，乙同学说 P2＝I22R线．他们的说法对吗？正确关系是什么？
答案 都不对，I2R 线是输电线上损失的电压，I22R 线是输电线上 损失的功率，正确关系是 U2＝I2R 线＋U3，P2＝I22R 线＋P3.

物理人教版选修3-2课件：第五章5电能的输送

物理人教版选修3-2课件：第五章5电能的输送

小试身手 1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后 农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老 化．近年来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损 耗而降低电费价格可采取的措施有 ( A．提高输送功率 B．增大输送电流 C．提高输电电压 )
D．减小输电导线的横截面积
解析：电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越 高．减少损耗的途径：一是减小输电导线中的电流，即可 提高输电电压；二是减小输电线的电阻，即增大导线的横 截面积，故 C 正确． 答案：C
知识点二 电网供电 提炼知识 1．远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示．
在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输 电，在用电区域通过降压变压器降压到所需的电压．
2．电网 通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连 接起来，形成的全国性或地区性的输电网络． 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)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
l 料，可加大导线的横截面积由R＝ρS.
(2)提高输电电压，减小输电电流． 前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法．
判断正误 (1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中 的电能损失．(√) (2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少 电路的发热损耗．(√) (3)高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压 越高越好．(√)
(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？ 提示：在输电线上有功率损失． (2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表 达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ 提示：由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时， 有一部分电能转化为电热而损失掉了． 这是输电线上功率 损失的主要原因．

高二物理课件：第5章第5节《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt

高二物理课件：第5章第5节《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt

P (2)减小输电电流 I，据 I＝ U ①减小输送功率 P：在实际中不能以用户少用或不用电 来达到减少损耗的目的． ②提高输电电压 U：在输送功率 P 一定，输电线电阻 R 一 P2 定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，据 P 损＝( ) · R U 1 知，输电线上的功率损耗将降为原来的 2. n 根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损 耗最有效、最经济的措施．
能力提升 6．(2011年福建厦门)某小型水电站的电能输送示意图如 图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供
电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝
数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220 2 sin 100πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成
2．输电线路上的电压损失 输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产 生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低， 这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3对于交流输电线 路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗．其 中电阻造成的电压损失ΔU＝IR.
3．减小输电线路上的电压损失的方法 据ΔU＝IR可知，减小输电线路上电压损失的方法主要
解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发
热损耗，由P失＝I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两
种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由 R＝ρ L 知，A正确．二是减小输电电流，B正确．若输电电压
S
一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电
中能量损耗P失＝I2R越大，C错误．在影响高压输电的因素中 另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高 时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确． 答案：ABD

人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率 ΔP1＝20%P
又因为ΔP1＝I12R线，I1＝UP1 解得ΔP1＝UP122R线 现要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝UP222R线 因此可得ΔΔPP12＝250%%＝UU2122 所以U2＝2U1＝440 V.
答案：440 V
要点二 电网供电 1．远距离输电 (1)基本原理：远距离输电的基本电路如图所示． 在发电站内用 8 ____升__压____变压器 9 __升__压______，然后进行 远距离输电，在用电区域通过 10 __降__压______变压器降压降到所 需的电压．
解析：选D 根据理想变压器电流和匝数的关系可知，升压
变压器中原、副线圈中的电流与匝数成反比，
I1 I2
＝
n2 n1
，A选项错
误；输电线路上存在电压损失ΔU，U2＝U3＋ΔU＝U3＋I2r，B选
项错误；输电线路上存在功率损失，U1I1＝U4I4＋I22r，C选项错
误；理想变压器的输出功率等于输入功率，U1I1＝U2I2，D选项
压变压器原、副线圈的匝数分
别为n1、n2，电压分别为U1、 U2，电流分别为I1、I2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为 n3、n4，电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4(变压器均为理想 变压器)，当用电器正常工作时，下列关系式正确的是( )
A．II12＝nn21 C．U1I1＝U4I4
B．U3＝U2 D．U1I1＝U2I2
如果远距离输电的电功率P不变，输电电压为U，输电导线
电阻为R线，则输电导线上发热损失的功率P损＝I2R线＝
P2 U2
R线，因
此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的n12.
5.降低输电损耗的两个途径 要减少输电线路上的功率损失，由公式P损＝I2R线知，必须 减小输电线电阻或减小输电电流． (1)要减小电阻，从R＝ρSl 看，在输电距离一定的情况下，可 以增大导线的 5 __横__截__面__积__，但过粗的导线会耗费太多的金属材 料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用 6 __电__阻__率____较小 的导体．

人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.5-电能的输送(共26张PPT)

人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.5-电能的输送(共26张PPT)

2020/7/11
11
二、输电线路上的电压损失
１．电压损失：输电线路始端电压U跟末端 电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失， U ＝ U －U’ ，如图所示： ΔU I
R 电U 站
U’
用 户
12
Hale Waihona Puke 2．造成电压损失的因素（1）输电线电阻造成电压损失
U＝IR．
（2）输电线感抗和容抗造成电压损 失．
● 大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV、13.8kV、 15.75kV、18.0kV。
2020/7/11
20
例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每 条输电线电阻0.2Ω，求用户得到的电压和电功率 各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压 变压器将电压升高，经同样输电线路，后经10：1 的降压变压器降压后供给用户， 则用户得到的电 压和电功率各是多少？
9
②提高输电电压U ： 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，
输电电流减小到原来的1/n,则输电线 上的功率损失降为原来的1/n2倍．
可见，采用高压输电是减小输电线 上功率损失的最有效、最经济的措施．
10
功率关系
I ΔP
电 站P
R
P’
用 户
P = P’ + P
5
学习重点 找出影响远距离输电损失的因素，理解高压输电可减少
功率与电压损失。 学习难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压 ΔU。
6
一、输电线上的功率损失
１．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：
P I 2R
7
2．减少输电线上功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R ①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用 减小L来减小r．

人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件

人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件

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

人教版高中物理选修3-2课件： 5.5 电能的输送 (共37张PPT)

人教版高中物理选修3-2课件： 5.5 电能的输送 (共37张PPT)
从另一方面看， 应对突发事件的预 案和相应的训练近 年来得到了重视， 这在停电事款了重 大作用。在组约， 警方曹就如何散固 在地铁通道和高楼 大厦里的人员，进 行了几个练。从克
在没有的情况下穿行于城市各条街道。警察、消防人员和紧急情观处理人 员在这次危机中表现因之一是他们为应对突发事件做了全面准备。
P2 U2
带入数据得： 200000 110
1818.18A
电压损失为： U损 = I2 r = 1818.18×0.05 =90.91V
同理：用11KV电压输电，此时电路中的电流：
I2 18.18A U损 0.91V
4、如果用220V和11kV两种电压来输电，设输送的电功率、 输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线 的横面积之比。
采用高压输电是减小输电线上功率损失的 最有效、最经济的措施。
高压输电
目前我国常用的远距离输电采用的电压有：110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500kV高压， 西北电网的电压甚至达到750kV。
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，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。实际输送电能时，要综 合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经 济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。
②减小输电线的长度L不可行，输电距离一定。
③增加导线的横截面积S，可适当增大横截面积。但是要增大 导线的截面积，就要多耗费金属材料,这不但使造价提高，而 且会使金属导线太重，既不经济又架设困难。
2、减小导线中的输电电流 采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济
的措施。
三、电网供电
四、输电线路中的参量关系

人教版高中物理选修3-2第五章5.5《电能的输送》PPT课件 (共22张PPT)

人教版高中物理选修3-2第五章5.5《电能的输送》PPT课件 (共22张PPT)
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．

物理选修3-2人教版 5.5电能的输送 (共32张PPT)[优秀课件资料]

物理选修3-2人教版 5.5电能的输送 (共32张PPT)[优秀课件资料]
n= 192
当你的才华还撑不起你的野心时，你就该努力。心有猛虎，细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的，潜能是逼出来的，习惯是养成的，我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持，要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
∴n1／n2 =U 1／U2 =350 ／ 2800=1 ／8
U3=U2 -U r=2660V
U4 =220V
n3／n4 =U 3／U4 =2660 ／ 220 ≈ 12 ／1
例5、 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压 器 的 匝 数 比 为 4∶1 ， 输 电 线 的 总 电 阻 为 R=4Ω ， 全 校 22 个 教 室 ， 每 个 教 室 用 “ 220V ， 40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电
输电线上的电流
2
降压变压器上： U3=4U4=880V
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V 输电线上的电压损失为：UR=IRR=24V
因此升压变压器的输出电压为 U2=UR+U3=904V，
输入电压为U1=U2/4=226V，
所以发电机输出功率为 P出=U1I1=5424W
输入电流为I1=4I2=24A， ⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W
U1=5000(v)
P1=107(W) Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)
I22=Pr/r=4×105/160
I2=2×102/4=50(A)
U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2× 105(V) n1/n2=U1/U2=5 ×103/ 2×105=1/40
UU3r==UI22r-U=8r000(V)
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我国常用的远距离输电电压有 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。 西北电网正在建设750kV的线路。
阅读P47——P48 3分钟 科学漫步（输电新技术）
小结：
一、降低输电线上电功率损失的两个途径
P损I2r
（1)减小r （2)减小I
1、减小导线电阻 (r)
r L
S
（1）减小L 不可行
（2）减小输电线中的电流 (I)
I = P/U 提高输送电压U !
效果很好！！！！
综上
提高输电电压
是减小电功率、电压损失的有效办法
例1：
输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电
线的总电阻为10Ω，求（1）输电线中的电流？输
电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多
少？（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的
电能的输送
阅读P45——P47 8分钟
思考：
1、输送电能的基本要求是?
2、为什么输电线上有电功率、电压损失？
3、如何减小电功率的损失？ 4、如何减小电压的损失？
抢答！！！！！！
输送电能的基本要求是?
可靠、保质、经济（P45）
可靠：是指保证供电线路可靠地工作， 少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和 频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用 低，电能损耗小
（2）减小 用铝（铜） （3）增大S 不能太粗
效果不好！！
U Ir （1)减小r
损
（2)减小I
2、减小输电线中的电流 (I)
I = P/U 提高输送电压U ! 效果很好！！！！
综上
提高输电电压
是减小电功率、电压损失的有效办法
三、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I4P1ຫໍສະໝຸດ P2r线P3
P4
F U 1 n1
如何减小导线的电阻（r）？
（1)减小导线电阻 (r)
① 减小L 不可行
rL
S
② 减小ρ
选用电阻率较小的铝（铜）作输电线
③ 增大S 太粗不可能，既不经济又架设困难。
效果不好！！！！
思考4：
P损I2r
（1)减小r （2)减小I
如何减小输电线中的电流（I）？
P rI
发电厂
用户
U 输电线路图
I
P 提高输电电压！ 效U果很好！P损 ！！！I2r(U P)2r
n2 U 2
U 3 n3
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
作业：P50——3、4
二、降低输电线上电压损失的两个途径
思考5：
为什么输电线上有电压的损失？
发电厂
I r U损
U 输电线路图
导线1
U’ 用户
导线2
U损Ir
思考6：
如何减小输电线上电压的损失？
I r U损
发电厂
用户
输电线路图
U损Ir
（1)减小导线电阻 (r) U损Ir
r L
S
效果不好！！
（1）减小L 不可行
（2）减小 用铝（铜） （3）增大S 不能太粗
r 多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率是多少？ 导线1
电站 P I
U
P损 U损
P用’户 U’
输电线路图 导线2
（1）25A 250V 150V （2）6250W 3750W （3） 62.50W
例2. 某电站输送功率P=200KW ,输入电压U=110V, 该电站到用户的距离d=10km,在输电过程中若只允 许有10%的能量损耗,试求:
一、降低输电线上电功率损失的两个途径
思考1：
为什么输电线上有电功率的损失？
发电厂
Ir
输电线路图
导线1 导线2
用户
P损I2r
思考2：
如何减小输电线上电功率的损失？
发电厂
I r P损
用户
输电线路图
P损I2r
（1)减小导线电阻 (r)
（2）减小输电线中的电流 (I)
思考3：
P损I2r
（1)减小r （2)减小I
（2）减小 用铝（铜） （3）增大S 不能太粗
效果不好！！
P损I2r
（1)减小r （2)减小I
2、减小输电线中的电流 (I)
I = P/U 提高输送电压U ! 效果很好！！！！
二、降低输电线上电压损失的两个途径
U Ir （1)减小r
损
（2)减小I
1、减小导线电阻 (r)
r L
S
（1）减小L 不可行
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
2、电压关系：
U1 U2
n1 n2
, U3 U4
n3 n4
,U2
Ur
+U3
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
3、电流关系：
II1 2n n 1 2,II4 3n n3 4,I2IrI3
功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，输
电线损失的功率是多少？
I 电站
P
U
r P损
U损
输电线路图
导线1 导线2
P’
用户
U’
1、输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为
10Ω，求（1）输电线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得
到的电压是多少？（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是
(1).至少要用多大横截面积的铝线? (ρ=2.9×10-8Ω.m)
(2).若改用11000V的电压输电, 则需用多大横截面积的铝线?
电站 P
I r P损 导线1 用户
U 输电线路图 导线2
S 1= 9.6×10-2m2 S 2= 9.6×10-6m2
三、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
n2 U 2
U 3 n3
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
1、功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2