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人教版高中物理选修3-2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.

人教版高中物理选修3-2课件5.5电能的输送

人教版高中物理选修3-2课件5.5电能的输送
2．损失电压是指降落在输电线路上的电压，即I线R线． 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.
恒定律依次求解．
【跟踪发散】 2－1：某发电站的输出功率为104kW，输 出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处用户供 电．已知输电线的电阻率ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为 1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
(1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失．
输电电路图
(1)怎样计算输电线路损失的功率？ (2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减小为原来 的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻 一定的情况下．如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的 功率减为原来的几分之一？ (3)通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线 路的损耗更为有效？ (4)怎样计算用户消牦的功率P? (5)在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？
A．输电线上损耗的功率为PU022R2 B．输电线上损耗的功率为PU021R2 C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压 输电 D．采用更高的电压输电会降低输电的效率
解析： 设发电厂输出功率为 P，则输电线上损耗的功率 ΔP ＝P－P0，ΔP＝I2R＝PU21R2 ，A、B 项错误；采用更高的电压输电， 可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C 项 正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电 厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D 项错误．

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．

人教版高中物理选修3-2 5.5电能的输送课件(共16张PPT)

人教版高中物理选修3-2 5.5电能的输送课件(共16张PPT)
• 3、各回路间通过变压器的规律相联系
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.
P损 I 2r
功率损失：
P损 I 2r
减小功率 损失方法
减小R线
r l
S
1.减小输电距离L 不行
2.减小电阻率ρ 铝铜导线 3.增大导线的横截面面积S
不理想
减小电流I P＝UI 提高输电电压U
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
我国常用的远距离输电采用的电压有： 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV高压输电。目前世界 上正在试验1150kV的超高压输电。
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。
（5）工作原理：互感现象
电能---磁场能---电能的转换
变压器的工作原理
1. 变压器的工作原理: 是利用电磁感应原理工作的.因 此变压器只能改变交流电压，而不能改变恒定电压. 注意：变压器的原线圈如果接的是干电池、蓄电池或 匀速切割的导体棒时，副线圈两端的电压为零。 2．几个关系式
• 电压关系： U1 n1 U2 n2
I2
n2
R
发电厂 能源丰富，有利开发
远距离
用户（负载） 能源缺乏，用电量大
一、电能的输送
• 1、优点：电能便于远距离输送 • 2、输送电能的基本要求：
可靠: 少有故障 保质：电压、频率稳定 经济：输电成本低

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．

人教版选修3-2第五章 第五节：电能的输送 知识讲解和课后训练 题型全面 有答案

人教版选修3-2第五章 第五节：电能的输送 知识讲解和课后训练 题型全面 有答案

第五节：电能的输送一、知识讲解： 1..输电线路中的几个概念（1）输电电压：是指加在输电线始端的电压（从发电厂出来的电压）。

（2）损失电压：是指输电线路始端电压U 与末端电压U'的差值，即是损失在输电线路上的电压。

（因为输电线上有电阻，要消耗部分电压）（3）输送功率：是指输电线始端输入的功率（发电厂输出来的功率）。

（4）损失功率：是指由于输电线发热而消耗的功率，即输送功率与用户实际得到功率的差值。

2.输电线上电压、电功率损失的分析设输送电功率为P ，输电电压为U ，输电线的总长度为L ，横截面积为S ，电阻率为ρ，则输电电流I =U P ，输电线电阻R=ρSL. （1）电压损失∆U=I R=U P .ρSL（2）电功率损失∆P=I 2R=（U P ）2 .ρSL3.降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小输电线的电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积。

（2）减小输电线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。

（发电厂向外输送的是功率，P一定，由P=U I可知，U越大，I就越小，这也是最有效的办法）二、课后训练1．（多选）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（BC ）A．输送电压的平方成正比B．输送电压的平方成反比C．输电线中电流的平方成正比D．导线中电流的平方成反比2．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（ C ）A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P=I U，应低电压小电流输电C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对3．（多选）以下关于电能输送的说法正确的是（AD ）A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是要采用高压输电C．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等4．输电导线的总电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( C )A ．U 1∶U 2B ．U 21∶U 22C ．U 22∶U 21 D ．U 2∶U 15.（多选）某电站用1 kV 交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R ，现若用变压器将电压升高到20 kV 送电，下列说法正确的是（ BD ） A ．因UI R=，所以输电线上的电流增为原来的20倍 B ．因P I U =，所以输电线上的电流减为原来的120C ．因2U P R=，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1206．如图为远距离输电线路的示意图。

高中物理电能的输送人教版选修3-2

高中物理电能的输送人教版选修3-2

电能的输送教学目标（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、难点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。

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。

教学方法自学讨论法、阅读法、讲解法。

教学手段多媒体课件教学过程（一）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，回答老师提出的下列问题（二）进行新课1．降低输电损耗的两个途径1、输送电能的基本要求是什么？输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。

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、远距离大功率输电面临的困难是什么？在输电线上有功率损失。

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？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。

设输电电流为I ，输电线的电阻为r ，则功率损失为ΔP =I 2r.根据功率损失的表达式ΔP =I 2r 可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流。

4、如何减小输电线的电阻呢？根据电阻定律可知r =ρSl ，要减小输电线的电阻r ，可采用下述方法： ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度l 不可行，因为要保证输电距离.③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积．．．．．．。

人教版高中物理选修3-2：5.5电能的输送 课件 19PPT

人教版高中物理选修3-2：5.5电能的输送 课件 19PPT

三、电网供电
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,形成全国性或地区性的输 电网络,这就是电网.
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
课堂练习 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
谢谢大家
5.5 电能的输送
三峡水电站
用户
输送电能的基本要求应当是：
可靠、保质 、经济
输送电能的基本要求是： 可靠、保质、经济
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
一、输电线上的功率损失 思考:
1、为什么输电线上有电能损失？
1：10
25：1
课堂练习 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发电机的电动势多大？
⑶输电线上损耗的电功率多大？
P3
P4
F U1 n1
压变压器
降压变压器
功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
电压之间的关系是：U1
U2
n1 n2
, U3 U4
n3 n4
,U2
Ur
U3
电流之间的关系是：
I1 I2
n2 n1
, I3 I4
n4 n3
, I2

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)

人教版高中物理选修3-2课件高二：第五章5电能的输送

人教版高中物理选修3-2课件高二：第五章5电能的输送
由UU21＝nn12得 U2＝nn21U1＝2200 V 所以输电线路的电流为 I＝UP2＝5110 A 所以 P 线＝ I2R＝206.×105A B．输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108kW D．输电线上损失的功率为 ΔP＝Ur2，U 为输电电压，r 为输电线 的电阻
解：(1)由损耗功率公式 ΔP＝UR2，有 ΔP＝3860ΩV2＝2.407×104 W. (2)设用户端的电压为 U2，由于 U1∶U2＝n1∶n2＝22∶1， 所以 U2＝U221＝502020 V＝227 V.
3．交流发电机向理想变压器提供 u＝220 2 sin 100πt V 的交变 电压，升压变压器原、副线圈匝数之比为 1∶10，远距离输电导线总 电阻为 10 Ω，输送功率为 10 kW, 求输电导线上损失的功率．
解：由 u＝220 2 sin 100πt V 得理想变压器输入电压为 U1＝ 220 V
图 5－5－2
输电线上损失功率为 P 线＝I2线R 线，而 P 线＝P 出·2%，所以 I 线＝ P出R·2线%＝5 A，
因为 I2＝I 线＝5 A，I1＝PU出1＝100 A 所以升压变压器 T1 原、副线圈的匝数比为nn12＝II12＝210
1．(2010 年浙江卷)某水电站，用总电阻为 2.5 Ω的输电线输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106kW.现用 500 kV 电压输电， 则下列说法正确的是( B )
知识点 3 远距离高压输电基本关系(图 5－5－1)
图 5－5－1 1．功率关系 P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3.
2．电压、电流关系 UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II34. U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线． 3．输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. 4．输电导线上损耗的电功率 ΔP＝I 线 U 线＝I2线R 线，ΔP＝UP222R 线．

高中物理 第5章第5节《电能的输送》新人教版选修3-2

高中物理 第5章第5节《电能的输送》新人教版选修3-2

解析：由 P＝UI 得输电线中的电流 I＝UP.输电线中损
失的功率 P 损＝I2R＝UP2R＝PU2R2 .即在输送功率和输电线电阻
不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比．所以
P 损 1∶P 损 2＝U22∶U21. 答案：C
基础巩固
1．如下图所示，为远距离高压输电的示意图．关于远 距离输电，下列表述正确的是( )
所以输电线上的功率损失可表示为 P 损＝(UP)2·ρLS.
5．减少损耗的方法 据 P 损＝I2R 可知，减小输电线路上功率损失的方法主要 有两种：
(1)减小输电线的电阻 R，据 R＝ρ·LS 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 ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导 线材料．
说明：由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采 用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电 线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压．
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.
电电压U.
4．损失电能的分析 任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向
远方时，电流流过输电线，因输电线有电阻而发热，从而损 失电功率．
设输电电流为 I，输电线电阻为 R，则输电线上的功率损 失 P 损＝I2·R
设输送电功率为 P，输电电压为 U，输电线的总长度为 L，横截面积为 S，电阻率为 ρ，则输电电流 I＝UP，输电线电 阻为 R＝ρLS.
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答案： D
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第五章 交变电流
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课时作业（十一）
远距离输电的综合应用问题 1．远距离输电的电路图 如图甲所示为远距离输电的简化电路原理图，可以划分为 三个回路，如图乙．
甲
乙
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2．分析三个回路
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课时作业（十一）
(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．
(2)交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容 产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看作纯电 阻电路，ΔU＝Ir、ΔP＝I2r＝ΔUr 2＝ΔUI 等公式都成立．
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课时作业（十一）
两回 路间
回路Ⅰ、Ⅱ间的联系：UU12＝nn12，I1n1＝I2n2，P1＝P2
的联 系
回路Ⅱ、Ⅲ间的联系：UU34＝nn34，I3n3＝I4n4，P3＝P4
回路
中的 能量
P 机＝P 损＋P 用
守恒
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(1)输电导线上输送的电流； (2)升压变压器的输出电压 U2； (3)降压变压器的匝数比．
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解析： (1)设输电线上的电流为 I，则有 P＝I2R
得 I＝
RP＝
5 000 8
A＝25 A
(2)根据 P2＝U2I2 得 U2＝PI22＝1002×5 103 V＝4 000 V (3)降压变压器的输入电压
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1－1：(2014·四川理综)如图所示，甲是远距 离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图 象，则( )
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A．用户用电器上交流电的频率是 100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是 500 V C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率 减小
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电网供电
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____变压器降到所需的电压．
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5．电能的输送
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降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求
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2．电网 通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来， 形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网． 3．优点 (1)经济——便于使用大容量发电机组，降低运输成本； (2)保质——减少断电风险，调剂供需平衡； (3)可靠——根据不同“电源”的特点，合理调度电力．
5×104×0.06 30
A＝10 A
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送电电压 U2＝PI输2出＝5×10104 V＝5×103 V 升压变压比 n1∶n2＝U1∶U2＝5×241003＝6∶125
输电线损失电压 ΔU＝I2r＝10×30 V＝300 V U3＝U2－ΔU＝4 700 V，U4＝220 V 降压变压比：n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11 灯盏数 N＝P输出P－灯 ΔP＝5×104－51×00104×0.06(盏)
U3＝U2－IR＝4 000 V－25×8 V＝3 800 V 降压变压器的匝数比
nn34＝UU34＝3282000＝11910 答案： (1)25 A (2)4 000 V
190 (3) 11
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答案： BD
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(1)计算输电线上损失的功率可以有多种方法： P 损＝I2R 线＝UR线损2 ＝U 损 I. (2)用户得到的功率可以根据用户所用电器去求，也可以根据 公式 P 用＝P 输－P 线去求．
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(3)三个关系： ①电压损失关系：ΔU＝U2－U3，U2 是升压变压器的输出电 压，U3 是降压变压器的输入电压． ②功率损失关系：P 损＝I2线R 线＝ΔRU线2，升压变压器的输出功 率和降压变压器的输入功率之差即为损失的电功率． ③功率关系：P 用＝P 总－P 损．
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有条河流，流量 Q＝2 m3/s，落差 h＝5 m．现利用其 水流发电，若发电机总效率为 50%，输出电压为 240 V，输电 线总电阻 r＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的 6%，为满足用 电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的 匝数比各是多少？能使多少盏“220 V 100 W”规格的电灯正 常发光？(g＝10 m/s2，ρ 水＝1.0×103 kg/m3)
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此外，在求解远距离输电的相关问题时，我们还应熟练掌握 以下几点：
(1)一个原理：要减小输电线上的电压损失和电功率损失， 就要减小输电电流，而输电功率是确定的，由 P＝IU 知，应提 高输电电压．
(2)两个损失： ①电压损失：ΔU＝I 线 R 线，主要原因是输电线有电阻． ②功率损失：P 损＝I2线R 线＝ΔRU线2
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl
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思路导图：
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解析： 输电线电阻为 R 线＝ρSl ，输电电流为 I＝UP，故输 电线上损失的电功率为 ΔP＝I2R 线＝UP2ρSl ＝PU22ρSl，用户得到的 电功率为 P′＝P－ΔP＝P1－UPρ2Sl .
＝470(盏) 答案： 6∶125 235∶11 470盏
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分析输电类问题时要注意的三点 (1)在高压输电中，一般是通过电流来计算相关的电压、功 率或热量等； (2)结合欧姆定律、焦耳定律和变压器的相关知识来解出正 确答案． (3)若已知输电压和输送功率，一般是根据要求从前向后逐 步进行；若已知用户得到的电压和功率，则一般是根据题目要 求从后向前逐步进行．
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2－1：(2014·合肥高二检测)如图所示，某水电站 发电机的输出功率为 100 kW，发电机的电压为 250 V，通过升 压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为 8 Ω，在用 户端用降压变压器把电压降为 220 V．若输电线上损失的功率为 5 kW，不计变压器的损耗，求：
分析远距离输电路的有效方法是理清三个回路，抓住两个联系，
掌握一个定律．其关系如下表所示：
回路 物理量
回路Ⅰ
回路Ⅱ
回路Ⅱ
三个回路中电 压、电流及功率
间的关系
I1＝I 机 U1＝U 机 P1＝P 机
I2＝I 线＝I3 U2＝U 损＋U3 P2＝P 损＋P3
I4＝I 用 U4＝U 用 P4＝P 用
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课时作业（十一）
解析： 根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和远 距离输电知识解题．
由 u－t 图象可知，交流电的周期 T＝0.02 s，故频率 f＝T1＝ 50 Hz，选项 A 错误；交流电的最大值 Um＝500 V，故有效值 U＝U2m＝250 2 V，选项 B 错误；输电线上的电流由降压变压 器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项 C 错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小， 根据II12＝nn21，原线圈(输电线)上的电流减小，根据 P＝I21R，得 输电线损失的功率减小，选项 D 正确．
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