4.3电能的远距离传输详解

个人采集整理- 仅供参照4． 3《电能地远距离传输》教案【学习目标】<1）知道“便于远距离输送”是电能地长处，知道输电过程；<2）知道降低输电消耗地两个门路；<3）认识电网供电地长处和意义.【学习重点】理解高压输电原理，差别导线上地输电电压U 和损失电压U.【知识重点】1．为何要采纳高压输电输送电能地基本要求是：靠谱、保质、经济. 靠谱，是指保证供电线路靠谱地工作，罕有故障和停电 . 保质，就是保证电能地质量，即电压和频次稳固 . 经济是指输电线路建筑和运转地花费低，电能消耗小 .1）电功率损失因为输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转变为电热而损失掉了 . 这是输电线上功率损失地主要原由.设输电电流为 I ，输电线地电阻为 r ，则功率损失为P I 2r.=依据功率损失地表达式 P=I 2 r 可知，要减少输电线上地功率损失，有两种方法：其一是减小输电线地电阻；其二是减小输电电流 .要减小输电线地电阻r ，可采纳下述方法：①减小资料地电阻率ρ. 银地电阻率最小，但价钱昂贵，当前采纳电阻率较小地铜或铝作输电线 .②减小输电线地长度 l 不行行，因为要保证输电距离 . ③增添导线地横截面积，可适合增大横截面积 . 太粗不行能，既不经济又架设困．．．．．．难 .2）电压损失在输电功率必定地条件下，依据P=UI 可知，要减小输电线中地电流I ，必须提升输电电压U，这就是采纳高压输电地道理.3）高压输电采纳高压输电 . 在输电电流必定地状况下，线路电阻减为本来地一半，线路中消耗地功率减为本来地 . 在线路电阻必定地状况下，电压提升一倍，线路中地电流减为一半，而消耗地功率减为本来地.2． 高压沟通输电我国远距离高压输电状况及远距离高压输电地原理 . 以下列图所示 .设发电机地输出功率为 P ，则功率损失为P I 22 ，用户获得地功率为 P= R用PP ，输电线路上地电压损失为：UI 2，则U 3U 2U= -= R= -.3． 高压直流输电【典型例题】，输出电压为×，若是输 例题 1：某沟通发电机输出功率为 5× 105W3 U=1.0 10 V电线地总电阻 R=10Ω，在输电线上损失地电功率等于输电功率地 5%，用户 使用电压 U=380 V. <1）画出输电线路地表示图 .<注明各部分地符号） <2）所用升压和降压变压器地原、副线圈地匝数比各为多少？ <使用地变压 器是理想变压器）解读： I 1==500 AI 1I 2 I 3I 4 厂 发 UU U用 P 损 =5%P=5%× 5× 105=2.5×104 W电 U电22n 1 n 2n 3 n 4P 损=I 2R =50 AI =I 4=A所以<也可从电压角度去剖析和计算） 【达标训练】1、小型水力发电站地发电机有稳固地输出电压，它发出地电先经过电站邻近地 升压变压器升压，而后经过输电线路把电能输送到远处用户邻近地降压变压 器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想地，那么在用电顶峰期，随用电器电功率地增添将致使 < ） A.升压变压器初级线圈中地电流变小B.升压变压器次级线圈两头地电压变小C.高压输电线路地电压损失变大D.降压变压器次级线圈两头地电压变小2．人们利用发电机把天然存在地各样形式地能<水流能、煤等燃料地化学能）转变为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修筑在凑近这些天然资源地地方，但用电地地方却散布很广，所以需要把电能输送到远方. 某电站输送电压为 U=6000 V，输送功率为 P=500 kW，这时安装在输电线路地起点和终点地电能表一日夜里读数相差 4800 kW·h<即 4800 度电） . 试求：<1）输电效率和输电线地电阻；<2）若要使输电线损失地功率降到输送功率地2%，电站应使用多高地电压向外输电？答案： 1.CD2 解读： <1）依题意，输电线上地功率损失为P 损 =kW=200 kW则输电效率η=× 100%=60%.因为 P 损=I2R线，又因为 P=IU，所以 R 线= Ω=28.8Ω .<2）设升压至 U′可知足要求，则输送电流I ′= A.输电线上损失功率为P 损′=I′2R 线 =P× 2%=10000 W，<2 分）则有 <）2× R线=10000 W，得 U′ =V=2.68×104 V.【反省】收获疑问声明：全部资料为自己采集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。

4.3 电能的远距离传输［课时安排］1课时［教学目标］：（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。

（二）过程与方法通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力（三）情感、态度与价值观1．培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。

2．介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。

［教学重点］找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。

［教学难点］：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。

［教学器材］：投影仪、投影片［教学方法］：自学讨论法、阅读法、讲解法。

［教学过程］（一）引入新课师：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，回答老师提出的下列问题（屏幕上打出）。

（二）进行新课1．降低输电损耗的两个途径问题1：输送电能的基本要求是什么？问题2：远距离大功率输电面临的困难是什么？问题3：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？问题4：如何减小输电线的电阻呢？问题5：如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材49页“思考与讨论”中的问题。

问题6：以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。

问题7：大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？问题8：投影片展示我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。

如下图所示。

设发电机的输出功率为P，则功率损失为ΔP=I22R用户得到的功率为P用=P-ΔP.输电线路上的电压损失为：ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU.问题9：目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？问题10：是不是输电电压越高越好？为什么？问题11：采用电网供电的优点是什么？2．高压交流输电高压输电的优点【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。

4.3 电能的远距离传输学习目标：1．理解为什么远距离输电要用高压．2．知道输电线上电压和电功率的损失和如何减少损失．基础知识梳理一、为什么要采用高压输电1．电功率损失：电流流过输电导线时，电流的热效应会引发 的损失．损失的电功率P ＝ ，即在输电线路上由于发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比．因此，可以考虑通过减小输电线 或减小输送 来减少电能输送时的电功率损失．2．电压损失：导线有电阻，输电线上损失(损失的电压U ＝IR )，使得用电设备两端的电压比供电电压 ．在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取 输电电流的方法．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R输送电流(1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R. 3．高压输电：由P ＝UI 可知，在保证输送电功率P 不变的情况下，必须提高输送 ，才能减小电流I .输送一定功率的电能，输送电压越高，输电线中电流越小，导线因发热而损耗的电能就越 ，输送线路中电压的损失也就越 ．二、电能的远距离传输过程分析输电过程中的基本关系电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁．课堂互动讲练一、电损的计算例1.某变电站用220 V的电压送电，导线损失电功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？例2.．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是( )A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比二、远距离输电问题的分析例1.发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为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)画出全过程的输电线路示意图．(2)求用户得到的电压和功率．例2．某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W，电厂输出电压仅为350 V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求用户所需电压为220 V时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？课堂练习1．远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点下列说法错误的是()A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的功率损失D．可降低输电线上的电压损失2．下列关于高压直流输电的说法，正确的是()A．高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D．直流输电，用户可以直接得到直流电3．为了减少输电线路中电能损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压，某降压变电站将电压U 0＝11 0002sin 100πt (V)的交流电降为220 V 供居民小区用电，则下列说法错误的是( )A ．降压变电站原、副线圈匝数比为50∶1B ．输电电流的频率是50 HzC ．降压变电站副线圈的导线比原线圈的要粗D ．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和4．某发电机的端电压为U ，经总电阻为R 的输电线向远方用户输送功率为P 的电能，则下列说法中不正确的是( )A ．输电线上的电流为P UB ．输电线上消耗的电功率为P 2R U 2C ．输电线用户一端的电压为U －P UR D ．输电线上消耗的电功率为U 2R5．超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。

3 电能的远距离传输教师 杨汉书授课时间 20 16 年 月 日 课时 1 课题 电能的远距离传输课型新授课教学目的1、了解远距离输电的意义。

2、理解远距离输电中的输电损耗及解决方案。

．3、理解远距离输电的模型并能进行计算。

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． 难点 高压输电的道理．步骤教学内容二次备课（手写） 周复习上节内容3分钟 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，三峡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，发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？今天，我们就来学习输送电能的有关知识．课堂预习检查 8分钟 自主学习室课程讲授 15分钟一、让学生阅读课本，然后引导学生把导学案上“知识体系梳理”部分的空填上。

1.输送电能的基本要求是 可靠、保质、经济2.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2P I r损.输电线上损失的电压为U Ir 损＝.据此，可以有两个途径来减少输电损失。

一个途径是 减小输电线上的电阻R ，另一个途径是 减小输电电流.3.远距离输电时，提高输电 电压，是减少电能损失的行之有效的办法4.采用电网供电的优点：可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的 经济 效益。

同时，电网可以减少 断电 的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。

二、让学生分组讨论导学案上“基础学习交流”部分的三个主题内容，然后每组请一学生回答，教师点评总结。

基础学习交流主题1：输送电能的基本要求 问题:(1)输送电能的基本要求是什么？（2）远距离大功率输电面临的困难是什么？原因是什么？如何解决？课件展示结论：(1)可靠、保质、经济 （2）由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q ，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.主题2：降低输电损耗的两个途径问题：（1）输电线上的功率损失和电压损失跟哪些因素有关？怎样计算？（2）降低输电损耗的两个途径是什么？（3）远距离输电时减少电能损失的最行之有效的办法是什么？课件展示结论：（1）2P I r损 U Ir 损＝ （2）降低输电损耗的两个途径：①减少导线电阻R 。