人教版选修3-2第五章第5节《电能输送》

ΔP = I
2
R
一般要求： ΔP≤10%P
两种办法： １．减少输电线的电阻。R=ρL/S
２．减小输电线中的电流，提高输电 电压。
二. 输电线上的电压损失ΔU I ΔU ΔP 发 电 厂
U P
输电线R
用 U` 电 P` 设 备
通常要求: ΔU ≤ 10%～15% U
二、远距离输电原理图
I1
P1
I2
用 户
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．
3．减小输电线路上电压损失的方法 （1）减小输电线电阻R
对高压输电线路效果不佳．
（2）减小输电电流I 在输送电功率不变的前提下， 提高输电电压是有效的措施．
三、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
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，就必须采用220kV 甚至更高 的电压送电。这就是所谓 超高压输电。
A
~
S
V
R1 R2
练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈 的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡 连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光， 则灯泡L1 （ ） A A、也能正常发光 B、较另三个灯暗些 C、将会烧坏 D、不能确定
若输入电压为U，则灯 泡的额定电压为多大？ 电源输入功率多大？ n1 n2
U1 U2
2.理想变压器原副线圈的端电压之
比等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----变压器使电压升高，
升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----变压器使电压降低，
降压变压器
3.电流与匝数的关系
理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2
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。 ● 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。
●
电路图 I1
ΔU
R
U0
练习2、一理想变压器，原线圈匝数 n1=1100，接在电压220V的交流电源上， 当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡 供电时，灯泡正常发光。由此可知副线 圈的匝数n2=_____ 180 ，通过原线圈的电流 3A 。 I1 =______
(1) (2) 或 U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2 I2=P2/U2=660/36A, I1/I2=n2/n1 P1=P2=660W, I1=P1/U1
一、输电线上的功率损失
则输电线上的功率损失为：
１．设输电电流为I，输电线电阻为R，
P I R
2
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． ②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的 铜或铝作导线材料． ③增大导线的横截面积 S ，这要多消耗金 属材料，增加成本，同时给输电线的架设 带来很大的困难．
P2
I3
I4
P4
r线
P3
F
U1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
U1 n1 U 3 n3 , ,U 2 U r U 3 电压之间的关系是： U 4 n4 U 2 n2 I1 n2 I 3 n4 电流之间的关系是： , , I 2 I r I 3 I 2 n1 I 4 n3
练习3、 如图所示：理想变压器的原线圈 接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。 S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流 电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电 器上R1的功率PR1将分别（ ）D
A. U 增大、I 增大、PR1 增大 C. U 减小、I 减小、PR1 减小 思考：变压器输入输 出电压、电流、功率大 小之间的因果关系 是 怎样的？ B. U 不变、I 减小、PR1 增大 D. U 不变、I 减小、PR1 不变
上周教学反思
好的方面： 上个周进行了描述交变电流的物理量和电容、电感 对交变电流的影响的教学，完成了教学计划的教学，学 生一基本掌握了交变电流的瞬时值、最大值、有效值， 通过对实验现象的剖析，学生能基本掌握一般电路中电 感和电容对交变电流的影响。 不足的方面： 由于前个周放了三天的假，教学任务有些紧，对于 很多练习都没有时间认真的去进行认真的讲解，而且最 近这段时间我觉得237的学习气氛不好，这从前次的月 考中也能看出，所以后段时间对这个班应加强这个班的 教学和管理，多引导，多鼓励，多练习。
2、如图示为某正弦交流电流的图 像，求其峰值、周期和角速度，并写 出该电流的瞬时值表达式。
Im＝20A
T＝0.02s ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A)
三、峰值和有效值
1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。
Em NBS
2、有效值 定义： E、U、I
（3）、角频率：线圈在磁场中转动的角速度 2 1 （4）、关系：
f
T

T
2f
1、某交流发电机产生的感应电动势与时间 的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使 线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周 期分别变为 ( B ) A．400V, 0.02s B．200V, 0.02s C．400V, 0.08s D．200V, 0.08s
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．
功率关系
I
ΔP R
用 P’ 户
电 站
P
P = P’ + P
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： I 电 站 U
ΔU R
U’
五、电能的输送 1.减少电压
功率损失
｛
减小输电线的电阻 减小输电电流
U损=Ir
P损=I2r
2.远距离输电系统
远距离输电原理图
I1
P1
I2
P2
r线
I3
P3
I4
P4
F
U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U 4
R用
升压变压器
功率关系： P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
（2）减小输电电流 I
①减小输送功率P ： 由于电站的装机容量一定，因此电站向外 输送的电功率是一定的，即在实际中不 能以用户少用或不用电来减少输电线上 的功率损失．
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， 输电线上的功率损失降为原来的1/n2 倍．
电压高的线圈电 流小；电压低的 电流大。
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
第四课时
练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2 ＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直 线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数为 12mA，则电流表A2的示数为 （ B ） A．3mA B ．0 C．48mA D．与负载R的值有关
1.如图表示一交流的电流随时间变 化的图像,求该电流的有效值。
1 2 1 2 I RT I1 RT I 2 RT 2 2
2
1 2 2 I ( I1 I 2 ) 2
4 2
3 2
1 2 2 5A (4 2) (3 2)线圈（初级线圈）：跟电源相 连，用绝缘线绕成的 副线圈（次级线圈）：跟负载相 连，用绝缘线绕成的 闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢 薄片叠合而成。 注意：常用的电力变压器和一般低频变压 器的铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合成 闭合的形状。线圈必须绕在铁芯上。
2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾
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第二课时
小结：
电压损失U＝IR.
提高输电电压是减小功率损失 和电压损失的有效途径．
输电导线上功率损失 P＝I2R ，
电网输电
一. 输电导线上的功率损失： 设输电电流为I，输电线的电阻为R，则 功率损失为：
思考：有一台内阻为1Ω的发电机，供 给一所学校照明电路，如图，升压变压 器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数 比为4：1，输电线总阻为R=4Ω，全校共 22个班，每班有“220V,40w”的灯6盏， 若要保证全部电灯正常发光，讨论：1） 发电机的输出功率多大？ 2）发电机的电动势多大？3）输电效率 是多少？4）若使用灯数减半并正常发光， 发电机的输出功率是否减半？
根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电 阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直 流的数值叫做这个交流的有效值。(重、难点）
说明：
A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 流电； B、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值
c K L B A d L
L
B