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人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件

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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：5.5《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt课件

物理：5.5《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt课件

降压变压器
;
16
二、远距离输电原理图
I1
P1
F
U 1 n1
I 2
P2
n2
U 2
I3 r
线
P3
U n3 3
I4
P4
n4
U 4
R 用
升压变压器 功率关系：
降压变压器
P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3
;
17
I1
P1
F
U
n1
1
I 2
P2 n2 U
2
I3
r
线
P3
U n3 3
I4 P4 n4 U
4
R 用
A、
B、
C、
D、
A
U
2 1
(U 1 - U 2 )2
R
R
I 2R
I(U1 -U2)
;
20
远距离输电示意图
;
21
远距离输电
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 采用500 kV的超高压，西北电网达到750kV。
是不是输电电压越高越好?
思考
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。
升压变压器 电压关系：
降压变压器
U 1
U 2
n
U
1,
3
n
U
2
4
n 3 ,U
U
+U
n
2
r
3
4
;
18
I1
P1
F
U 1 n1
I 2
P2
n2
U 2
I3 r

人教新课标高中物理选修3-2_5.5电能的输送课件(46张ppt)

人教新课标高中物理选修3-2_5.5电能的输送课件(46张ppt)

【针对训练】 2.北京奥运场馆的建设体现了“绿色 奥运”的理念．如图所示，作为北京奥运会主场 馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位， 其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心 悦目之感．还隐藏着一座年发电量约为98 550千瓦 时的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明 灯等使用．假如该发电系统的输出功率为1×105 W．求：(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电 系统一年(365天计)能输出多少电能？ (2)假若输出电压250 V，现准备向远处输电．所用 输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损 失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器．
• 误区一：分不清远距离输电线路中的输电电压 与导线电压 • 【典型例题】 1.远距离输送一定功率的交变电 流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线 上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中， 正确的是 • ①输电线上的电功率损失是原来的1/n； • ②输电线上的电功率损失是原来的1/n2； • ③输电线上的电压损失是原来的1/n； • ④输电线上的电压损失是原来的n倍． • A．①② B．②③
第五章 交变电流
第五节
电能的输送
• 1．理解远距离输电电线上的能量损失与哪些因 素有关．(重点) • 2．应用理想变压器、电路知识对简单的远距离 输电线路进行定量计算．(重点＋难点) • 3．了解交变电流从变电站到用户的输电过程及 电网设计．
• 一、输送电能的基本要求 • 1．可靠：保证供电线路可靠的工作． • 2．保质：保证电能的质量—— 电压 和 频率 的 稳定． • 3．经济：输电线路的建设和运行要费用低，能 量损耗少．
• 远距离输电的分析与计算
• 某发电站的输出功率为104 kW，输出电 压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处 用户供电．已知输电线的电阻率ρ＝2.4×10－8 Ω·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．

高中物理选修3-2电能的输送课件PPT

高中物理选修3-2电能的输送课件PPT

升压变压器
降压变压器
二、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压 和电流关系
I1
P1 I2 P2 ∆U
I3
P3 U 3 n3
I4 2
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
功率关系： P1 P2
U 1 n1 电压关系： U n 2 2
P2 P P3 U 2 U U 3
3．远距离输送一定功率的交变电流，若输送 电压提高为原来的n倍，则（BC ） A．输电导线的电功率损耗为原来的1/n B．输电导线的电功率损耗为原来的1/n2 C．输电导线的电压损耗为原来的1/n D．输电导线的电压损耗为原来的n倍
4.
D
5.
C
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2；1/5 （2）输电线路导线电阻R线； 20欧 （3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。 95/11
∆U
升压变压器
降压变压器
输电电流：
P3 U P2 I线 I 2 I 3 U 2 U3 r
输电线上电压损耗：
U U 2 U3 I线r
I 发 电 厂
r
U
用 户
输电电路图
讨论与交流：
1、降低输电损耗的途径是什么？
减少输电线的电阻 由ΔP=I2r可知： 减少输电线的电流 可减少功率损失。
2、若采用减小导线电阻的方法，在输电距离一定 的情况下，应采用什么措施？
（1）增加导线的横截面积S （2）减少材料的电阻率ρ
L 由 R 可知： S
2 2 线
功率损耗:
U P P2 P3 I r UI线 r
课堂小结
1）高压输电是降低输电线路损耗的有效途 径 2）输电过程中，输电导线上功率、电压、电流 之间的关系

高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2

高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2

低压输电线路： 输电电压220V------输电功率100kW以下， 距离为几 百米以内。 高压输电线路： 输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下，
距离为几十千
米到上百千米。 超高压输电线路： 输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上， 距 330KV、 以上。 500KV、 750KV 离为几百千米
1.减少输电线的电阻
选用电阻率小的金属作导线材料。 （一般用铝或铜） 缩短距离 增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流 讨论： 能不能由I=P/U减小p来 减小电 流？ 输送功率P是一定的 由P=UI 增加U 减少I r
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？ 再思考：是不是输电电压越高越好？为什么？
n2
P1=P2
n3
n4
功率关系： 电压关系：
, P2= ∆P+P3 , P3=P4 U2= ∆U +U3
U1 n1 U 2 n2
U 3 n3 U 4 n4
电流关系：
I1 n2 I 2 n1
I2=I3
I 3 n3 I 4 n4
知识运用
25A
250V
150V
6250W 如何减少输电中的功率损失？
3750W
作出示意图
课堂练习 1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至 学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为 I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线 损耗的式子中，不正确的是（ ） A、 B、 C、
U 12 R
D、
(U1 U 2 ) 2 R
I R
2
I (U1 U 2 )
试试看 一般说，发电厂发出的电只有几千伏，若要进行几百公里 的传输，你能设计出简单的远距离输电电路吗？讨论一下， 画出简单示意图！

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)

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]

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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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
2、 一小型水电站输出的电功率为 20KW，输电线总电阻为5Ω如果发 电机输出电压为400V，且直接进行 输电，输电导线上损失的电功率为多 少？ 若改为2000V电压输电，则输电导线 上损失电功率又为多少？
3、输送P=10KW的电功率，采用U=400V
的电压输电，线路总电阻为R线=10欧。
（1）输电线中的电流是多少？
减小输电线上的功率损失分析
*缩短距离-不可能 *选用导电性能好的材料作导线。
（一般用铝或铜）
P=I2R
R=ρ L S
缺陷分 析
*增大导线的横截面-多种困难 *实际是多股绞线拧成的，中心 是钢线，它的机械强度大，不 易拉断；钢线周围是铝线，不 仅导电性能好，而且密度小， 使输电线不致太重
例1：把功率200 kW电能用铝线送到10 km 处，要使功率损失10%，用110 V电压输电， 导线横截面积多大？若用11KV电压输电， 导线横截面积又为多大？ 解析： 导线电流I＝P/U，导线长为两地距离2倍。 ΔP＝P×10%＝I² R＝(P/U)² ρ•L/S 解得：S＝96000 mm² 。 如果U’= 11KV时，导线横截面积S’=9.6 mm² ， 这样就节约了大量的导线材料。
例2、某发电机输出功率P=100千瓦， 发电机端电压U=500伏，向远距离输 电的输电线总电阻R=10欧。现要求输 电损耗为5%，用户得到的电压恰好为 220伏，则： ①画出输电线路的示意图； ②求出所用的变压器的原副线圈匝数比。
U1=500V
U2
10Ω U3 U4 =220V
解：线路上损耗的功率为P ′= 5000 W， ∵P ′=I2 2 R, ∴电流为I2 =25A。
（2）输电线上损失的电压是多少？用户得到 多少电压？ （3）输电线上损失的功率是多少？用户得到 多少有用功？
4、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10Ω ，求 如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后 用户处再用匝数比为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？
电能的输送
复习回顾
理想变压器
1、结构 电 源
∽ U1
n1
n2
U2 ∽ 负
载
结构示意图
副线圈
原线圈
闭合铁芯
2、符号图
n1 n2
电路中的符号
3、原理
互感现象
4、基本规律（一个副线圈）
功率
电压
电流
P入＝P出 U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n1
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源 地方
U4
n1
n4
P4
R负
输电线路的电压、电流、功率的关系
I1
P1 发 电 ~ U1 厂
n1
I2
U2 P2
∆U、∆P
I3
I4
用 户
P3 U3
P4 U4
n2
n3
n4
电压:U1\U2=n1\n2;U3\U4=n3\n4 ；U2=U3+ ∆U ； 电流:I 1\I2=n1\n2;I3\I4=n3\n4； I2=I3 功率:P1=P2;P3=P4； P2=P3+ ∆P
形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。
2、现在，有的还与外国联网，形成来自际化的电网3、优点：（1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本
（2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需
平衡 使电力供应更加可靠、质量更高。
小结
1.输电导线的功率损失分析
减小电阻(受条件制约) 高电压输电(应用广泛) P损=I2R=P2R线/U2送
线路上的电压为U′=I2 R=200V， U2 =P/I2 =100000/25=4000V, ∴n1／n2 =U 1／U2 =1 ／4 U3=U2 -U ' =3800V 又因为U4 =220V 所以，n3／n4 =U 3／U4 =190 ／11
四.电网供电
1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，
实际采用几种输电方式
输送功率 100KW以下 几千千瓦 ～几万千瓦 输送距离 几百米以内 几十千米 ～上百千米 送电电压 220V 35kv 或者110kv 220kv或 更高 送电方式 低压送电
高压送电
10万千瓦以上 几百千米以上
超高压送电
输电线路示 意图
U1
U2 n2 P1 P2
r线
U3 n3 P3
思考 讨论
如何减少输电中的功率和电压损 失呢？
P损
P I R U
2 线
输送
输送
l s
2
结论：在输送功率和线路电阻一定时，线 路中损失的功率与输送电压的二次方成反 比。所以提高输送电压不仅能大幅度的减 少电能的损失，节约输电线耗材，还大大 减少了架线的困难。
体会高压输电的优点