远距离电能输送采用高压输送的原因

专题24 高压输电问题▲ 考点解读高压输电问题概述因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方（焦耳定律Rt I Q 2=）。

根据所以在远距离输电时就要利用大型电力变压器升高电压以减小电流，使导线减小发热，方能有效地减少电能在输电线路上的损失。

由发电厂发出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力，根据P=UI ，发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U 那么线路中电流I 一定会减小，输电线损失的功率Rt I Q 2=一定会相应减小，如果线路中电流降低到原来的1/2那么线路中损失的功率就减少为远损耗的1/4，因此说提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。

减小发热量的方法由焦耳定律Rt I Q 2=，减小发热Q 有以下三种方法：①减小输电时间t ，二是减小输电线电阻R ，三是减小输电电流I 。

可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。

要减小电能的损失，必须减小输电电流，另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义。

根据公式P=UI ，要使输电电流I 减小，而输送功率P 不变（足够大），就必须提高输电电压U 。

显然，高压输送经济。

当用高电压把电能输送到用电区后，需要逐次把电压降低，恢复到正常电压。

▲ 习题练习1．关于家庭电路，下列说法中正确的是（）A．发电厂进行远距离输电时，为了减少输电线电阻的发热损耗的电能，通常采用高压输电的方式B．在家庭电路中，安装电灯的灯头时，要保证灯头的螺纹部分接触的是零钱，开关不接在零线上，是因为无法控制电灯的亮和灭C．在家庭电路中有些用电器使用的是三线插头，接线时要保证“左零右火中接地”，如果地线断路，则用电器不能正常工作D．如果家庭电路中不安装保险丝，当发生短路时，会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器2．国家电网输送电能时采用1000千伏特高压交流输电线路输送，可以减少输电线上的电能损耗，这是因为_____。

高二物理远距离输电试题答案及解析1. 如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述不正确的是( )．A ．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B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【答案】 C【解析】试题分析:增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据输电过程中的电功率P 耗=I 2R ，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失．故A 正确；根据P=UI 知，输电电压越高，输电电流越小，高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．故B 正确；输送的电功率越大，则输电线上流过的电流越大，输电过程中的电能损失越大．故C 错误．高压输电必须综合考虑各种因素，电压过高时，感抗和容抗影响较大，不一定是电压越高越好．故D 正确． 【考点】电能的输送．2. 远距离输送交流电都采用高电压输电，我国正在研究比330kV 高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是可减小输电线上能量损失，则在输入功率不变时，使输电电压提高为原来的10倍，输电线上损失的电能将降为原来的 。

【答案】0.01【解析】在输入功率不变，由P=UI ，得I=P/U ，电压提高10倍，则电流减少为原来的，再由P 损=I 2R ，可得P 损将降为原来的，即0.01。

【考点】远距离输电3. 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个坑口电站，输送的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？ 【答案】（1）r ＝20 Ω（2）U ′＝22.4 kV【解析】(1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P /U 计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 800/24 kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝()2r ∝，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV. 【考点】远距离输电．点评：输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．4. 电厂发电机的输出电压250V ，输出功率为10kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5Ω，则A ．直接输电，用户两端的电压只有50VB ．若要求用户两端的电压为220V ，则应配备原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂）和5：1（用户端）的变压器C．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，升压变压器原、副线圈匝数比为1：4D．若用10000V的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%【答案】ACD【解析】电厂发电机的输出电压250V，输出功率为10kW，输电电流为40A，则导线书号电压为U=IR=200V，所以用户两端的电压只有50V，A对；原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂），则电压提升到1000V同时减为10A，则导线电压损耗为50V，用户端输入变压器电压为950V，要想得到220V，线圈匝数比为95:22，所以B错。

五、高压输电学习目标知识脉络1．知道为什么要用高压输电．(难点)2．会计算输电过程的损失．(重点、难点)3．掌握减少远距离输电能量损失的途径．(重点)4．知道电网在能源利用上的作用.减小电能输送损失的方法[先填空]1．输电损耗的原因：由于输电线路存在电阻，就会产生热效应有电能的损耗；损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而增大．2．减小输电损耗的方法：减小输送线路的电阻，其途径：(1)尽量采用导电性能好的材料，(2)使导线粗一些．3．减小输送的电流，在输送功率一定时，必须提高送电的电压．[再判断]1．输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗．(√)2．减小输电损耗的最好方法是提高输电电压．(√)3．在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝Ur.(×)[后思考]1．减小输电线路上的损耗有哪些途径？【提示】减小电阻和提高输电电压．2．高压输电是不是电压越高越好？【提示】不是．电压很高时，绝缘器材等技术问题会复杂且要求高．所以不是电压越高越好．1．输电线上的功率损失由于P＝IU，则有输送电流I＝PU.设输电线电阻为R线，输电线上的电流为I线，则功率损失P损＝I2线R线＝P2U2R线．2．输电线上电压损失输电线上电阻两端电压ΔU＝I线·R线，这样用户得到电压U′＝U－ΔU，即ΔU＝U－U′是导线中电压损失．3．减少功率损失和电压损失的方法(1)减小输电线上的电阻：即增大导线横截面积和用导电性能较好的材料，这种方法在实际生产中效果有限．(2)减小输电电流，在输出功率不变时，由P＝UI知可增大U来减小I.1．(多选)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()【导学号：46852066】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【解析】由I线＝P送U送可知ΔP＝P2送U2送·R线，选项C对；ΔU＝P送U送·R线，选项A错；ΔP＝ΔU2R线，选项D对．此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混而错选B.【答案】CD2．输电导线的电阻为r，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2B．U21∶U22C ．U 22∶U 21D ．U 2∶U 1【解析】 由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U .输电线中损失的功率ΔP ＝I 2r＝(P U )2r ＝P 2r U 2，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，ΔP 1∶ΔP 2＝U 22∶U 21.【答案】 C3．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是 ( )【导学号：46852067】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 ．可减少输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度【解析】 高压输电可使输电电流减小，可减少输电线上的能量损失，又不用较粗的输电线，选项A 、C 正确；高压输电不能改变电流的频率和输电速度．选项B 、D 错误．【答案】 AC1．输电电压是指在高压输电线始端的电压U ，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU ＝IR 线．2．无论是从减小输电线路上的功率损失，还是从减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．电 网 供 电[先填空]1．电网将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络．2．优点(1)在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低运输一次能源的成本．(2)保证发电与供电系统的安全与可靠，协调不同地区电力供需的平衡．(3)根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使电力供应更加可靠，质量更高．[再判断]1．电网是将多个电厂发的电连接起来，形成输电网络．(√)2．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．(√) 3．电网可以协调不同地区电力供需平衡．(√)[后思考]1．输电过程为何有升压变压器还要有降压变压器？【提示】升压后输电是为了减小电能损耗，用户所用的是低压电，所以还要降压，故输电过程有升压变压器还要有降压变压器．2．高压输电中为何能减少输电损失？【提示】输送相同的功率P＝UI知U越大I越小，P＝I2R线越小．损1．输送电能的过程发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位，如图3-5-1所示．图3-5-12．各量间的关系(1)功率关系：发电机输出功率P1，升压变压器的输出功率P2，降压变压器的输出功率P3，线路损失功率ΔP.理想变压器满足：P1＝P2＝P3＋ΔP.(2)电压关系：在输电电路中，输送电压U1，线路损失电压ΔU，降压变压器的输入电压U2，满足：U1＝ΔU＋U2.(3)功率、电压、电流、电阻之间的关系①输送功率P1、输送电流I、输送电压U1的关系：P1＝IU1.②损失功率ΔP、输送电流I、线路电阻R的关系：ΔP＝I2R.4．(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()【导学号：46852068】A．输电线上的功率损失是原来的1 nB．输电线上的功率损失是原来的1 n2C．输电线上的电压损失是原来的1 nD．输电线上的电压损失是原来的1 n2【解析】当输电电压升高为原来的n倍时，输电电流减小为原来的1n，输电线上损失的功率为P损＝I2R，所以输电线上的功率损失降低到原来的1n2；因输电线上的电压损失U损＝IR，所以电压损失是原来的1n，故选项B、C正确．【答案】BC5．某电站发电机组的总输出功率为440 kW，现用2 200 V的电压，用铝导线将其送到离电站10 km远的工厂，要求电能输送过程中的损耗为输出功率的10%，求铝导线的总电阻应为多大？【导学号：46852069】【解析】由P＝UI可求出输送电能的电流，I＝PU＝440 0002 200A＝200 A由P损＝I2R可求出铝导线的总电阻，R＝P损I2＝ηPI2＝0.1×440 000(200)2Ω＝1.1 Ω.【答案】 1.1 Ω1．解决高压输电题目要画出输电图．2．高压输电并不是电压越高越好．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

电能的输送涉及到输电线路的电阻、电流和电压等参数。

根据
能量守恒定律，电能输送过程中能量不会消失也不会增加，因
此在理想情况下，输电线路上的损耗为零。

然而在实际应用中，输电线路存在电阻，因此电能输送过程中会有能量损失。

为了降低能量损失，我们可以通过提高输电电压或减小输电线
路的电阻来实现。

输电电压越高，电流就越小，从而线路损耗
也越小。

同时，减小输电线路的电阻也可以降低能量损失。

因此，在长距离输电时，通常采用高压输电方式来降低能量损失。

另外，输电线路的功率也会受到限制。

根据公式P=UI（功率=
电压×电流），在输电电压一定的情况下，输电电流越大，输
电功率也越大。

但是随着输电电流的增大，输电线路上的电压
降也会增大，从而导致输电电压降低。

当输电电流达到一定值时，输电电压会降低到无法维持正常输电的水平，因此输电线
路的功率也会受到限制。

总之，在电能输送过程中，我们需要综合考虑输电线路的电阻、电流、电压和功率等因素，通过合理的设计和运行方式来降低
能量损失和提高输电效率。

在实际应用中，我们可以通过采用
高压输电、增大导线截面积、采用电缆等措施来提高输电效率。

电力输送为什么用交流电
使用的电分交流电和直流电两种，远距离输送电能一般都采用高压交流电而不选择直流电，有几方面的原因：
1、长途输送电能线路上的损耗
交流电我国最高输送电压有1000KV，这也是目前世界上运行最高的电压，输送电能P=UI，在输送相同功率的情况下电压越高意味着电流就越低，在输送中线路上的损耗Q=IR2也就越低。

直流电我国最高输送电压在±500KV，如果正常投入使用，长途输送线路上面的损耗就会降低50%。

2、交流电升压比较简单，交流电升压或降压利用电磁感应原理，直接通过升压变压器就可以完成。

直流电升压就比较麻烦了，直流电不能通过变压器直接变换，需要间接的升降直流电，在升压过程中需要将直流电通过高频开关IGBT 转换成交流电，再由升压变压器来完成升压，升压完成后再由SCR桥式整流器来完成整流。

说起来倒是几句话的事情，但这其中的难度是难以想象的。

3、高压直流输送相比困难来讲它的优点更多，在输送相同功率时，直流线路的工程造价更低，线缆的安全距离相比交流电窄，绝缘等级要求也更低。

不会存在磁滞损耗，输送相同功率的情况下能量损耗更少。

对通信干扰小，线路稳态运行时没有电容电流（交流电两根线路之间可以形成电容电流），没有电抗压降，线路本身不会存在无功补偿。

输送距离更加远，不会受到电力系统同步运行稳定的限制。

现在长途输送比较常见的是交流电的难题来源于技术和材料的限制，我们已经建立了多个高压直流输送示范基地，最高能达到500KV
的直流输送，相信不远的将来长途输送会由直流来替代掉交流电。

远距离输电电压的名称全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：远距离输电电压是指在输电线路中传输电能时所使用的电压水平。

在电力系统中，远距离输电是必不可少的，因为需要将发电厂产生的电能传输到远处的用户，供给城市、乡村、工厂等地方的用电需求。

远距离输电的电压水平是根据具体的输电距离、输电线路的材料、负载需求等因素来确定的。

远距离输电电压通常分为高压、超高压和特高压三个等级。

高压输电是指工频交流电压在110千伏及以上，通常包括110千伏、220千伏等电压等级。

超高压输电是指工频交流电压在330千伏及以上，通常包括330千伏、500千伏等电压等级。

特高压输电是指工频交流电压在750千伏及以上，通常包括750千伏、1000千伏等电压等级。

高压输电主要用于城市和农村的输电，可以减小输电线路的损耗，提高输电效率，降低输电线路的投资成本。

超高压输电主要用于在城市与城市之间、城市与大型工业区之间、城市与远方水电站之间的电力输送。

特高压输电主要用于长距离的大容量输电，例如长距离输电线路、跨国输电等。

远距离输电电压的选择与输电线路的设计息息相关。

为了减小线路损耗、提高输电效率、降低输电线路的投资成本，必须合理选择输电线路的电压等级。

还需要考虑到输电线路的绝缘、电气间隙、电磁兼容等技术要求，确保输电线路的可靠性和稳定性。

在远距离输电过程中，还需要考虑到输电线路的电磁场对周围环境和人体的影响。

在设计输电线路时，需要合理布置输电线路，减小电磁场辐射对周围环境和人体的影响。

还需要加强对输电线路的运行监测和维护，及时发现和处理线路故障，确保输电线路的运行安全。

远距离输电电压的选择对于电力系统的运行和发展至关重要。

合理选择输电电压等级，设计合理的输电线路，加强线路的运行监测和维护，可以提高输电效率、降低输电成本，确保电力系统的安全稳定运行。

希望本文对远距离输电电压的了解有所帮助。

第二篇示例：远距离输电电压，也称为高压输电电压，是指在电力输送过程中，用于减少输电损耗和提高输电效率而采用的一种电压等级。

电工电子技术试题库第五章磁路和变压器一、填空题1、磁感应强度是表示磁场内某点的磁场（）和（）的物理量。

2、变压器由（）和（）组成。

3、变压器的三变作用是变（）、变（）和变（）。

4、变压器线圈极性测定的方法有（）法和（）法。

5、变压器运行时其内部存在（）损耗和（）损耗。

6、变压器原、副边电压和原、副边线圈匝数成（）比。

7、变压器是根据（）原理制成的（）电器。

8、自耦变压器原、副边之间不仅有（）耦合，而且有（）的联系。

9、交流铁心线圈的磁路分为（）磁路和（）磁路。

10、在电力系统中传输电能的变压器称为（）变压器。

二、选择题1、铁磁性物质的磁导率（）。

A、μr>1 Bμr=1 C、μr<1 D、μr>>12、变压器的负载为感性负载时，随着负载的增大副边电压将（）。

A、上升B、下降C、不变D、可能上升、也可能下降3、变压器原、副边的电流和原、副边线圈匝数（）。

A、成正比B、成反比C、无关D、可能成正比，也可能成反比4、一台变压器U1=220V,N1=100匝,N2=50匝，则U2=( )V。

A、110B、440C、220D、505、Y,yn联接的三相变压器常用于低压为（）电力变压器。

A、220VB、500VC、110VD、400V6、磁场强度和磁场中某点的磁感应强度（）。

A、成正比B、成反比C、相等D、无关7、变压器的额定容量Sn表示（）。

A、输入的视在功率B、输出的视在功率C、输入的有功功率D、输出的有功功率8、交流铁心线圈的主磁通与电源电压（）。

A、成正比B、成反比C、无关D、相等9、变压器的变比K>1时,变压器为( )。

A、升压变压器B、降压变压器C、升压降压变压器D、电流互感器10、变压器副边负载增加时，变压器的铁耗（）。

A、增大B、减少C、不变D、可能增加也可能减少三、分析题1、变压器铁心起什么作用？2、试分析电力变压器实现能量传递的原理？3、在远距离输送电能的过程中为什么要采用高压输送？4、变压器有什么用途？5、变压器负载时引起副边端电压变化的原因是什么?6、一台50Hz的变压器，误将原边接在相同额定电压的直流电源上会出现什么后果？为什么?7、变压器空载运行时，原线圈加交流额定电压，这时原线圈的电阻R1很小，为什么空载电流I 0却不大?8、当变压器原边加额定电压，原线圈的匝数减少时，空载电流、铁损，副边空载时的电压变比将如何变化?9、一台变压器U1N/U2N＝220/110V，如果将副边接到220V电源上，会出现什么后果？为什么？10、一台额定频率为50Hz的变压器，能否用于25Hz的交流电路中，为什么？四、计算题1、一台单相变压器，SN=50kVA,U1N/U2N=10 kV/400V,求原、副边的额定电流I1N、I2N。

关于远距离输电的几个问题一、远距离输电采用高压输电的原因：当电流通过导线时，会有一部分电能变为热能而损耗掉。

在输电的功率相同的情况下，高压输电的电流较小，而低压输电电流较大，因为功率 P = UI，P 一定，则 U 升高，I 就降低；U 降低，I 就升高。

同时输电过程中，电流通过导线，而导线必然有电阻，于是就在电线上产生一定的压降，该压降的大小 U' = IR，R 为传输导线的电阻，I 即为上边提到的输电电流 I。

由于这部分压降以及电线的电阻，就有一部分功率P' = U'I = I²R 消耗在传输导线上，而导线本身也是电阻，所以这一部分功率转变成了热量散发到空气中，也就是说这一部分功率损失在导线上。

由于导线的电阻 R 为一定值，输电电流 I 减小的话，则导线上损失的功率 P' 也会降低。

输电线截面积S一定时，输电电压U愈高，损耗的电功率P耗就愈小；如果允许损耗的电功率P耗一定时（一般不得超过输送功率的10％），电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省输电导线所用的材料。

在传输功率相同的情况下，为了减小在传输过程中损失的功率，提高输电电压，降低输电电流能有效降低在传输过程中的损失，电压越大损失越小。

所以，从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。

但也不能盲目提高输电电压，同为输电电压愈高，输电架空线的建设，对所用各种材料的要求愈严格，线路的造价就愈高。

所以，要从具体的实际情况出发，做到输电线路既能减少功率损耗，又能节约建设投资。

二、远距离输电解题关键：一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。

并按照规范在图中标出相应的物理量符号。

一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n2、n3、n4，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3。

【关键字】精品第七节远距离输电1．了解输电的过程及输电过程中优先考虑的问题．2．掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径．3．了解能源危机，树立节约能源，合理利用能源的意识．1．输电过程中电能损失的主要原因是输电线上电阻由于发热而引起的，其计算方法是Q＝I2R线t．2．在输送电能的过程中，由于导线有电阻，电流通过时，必然会因发热而损失一定的电能．根据导线的发热功率P＝I2R可知，输电过程中，减少电能损失的方法有两种：一种是减小导线的电阻，另一种是减小输电导线的电流，在保证输送功率不变的前提下，只有提高输电电压，才能减小输电电流．这就是通常采用高压进行远距离输电的道理．3．电路中电能损失ΔP＝I2R＝R，最好不用来算，当用此式时，U必须是输电导线上的电压降，而不能用输电电压来计算．输电技术的发展历史(一)关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论．美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流，而美国发明家威斯汀豪斯和英国费朗蒂则主张采用交流输电．输电技术的发展历史(二)在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明还未用于工业动力．例如，1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110 V“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500年16 W的白炽灯供电．输电技术的发展历史(三)但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力需求也急剧增大．由于用户的电压不能太高，要输送一定的功率，就要加大电流．而电流越大，输电线路发热就越厉害，损失的功率就越多，而且电流太大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站越远的用户，得到的电压越低．直流输电的弊端，限制了电力的应用，督促人们探讨用交流输电的问题．输电技术的发展历史(四)爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，他成了保守势力的代表，爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全，他还打比方说，沿街道铺设交流电缆，简直等于埋上了地雷，并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验，那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑执行死刑，行刑用的电椅就通以高压交流电，这正好帮了爱迪生的大忙．输电技术的发展历史(五)但为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压，在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离输电的目的．而要改变电压，只有采用交流输电才行.1888年，费朗蒂则设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电，他用钢皮电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2 500 V，再分送到各街区的二级变压器，降为100 V供用户照明．输电技术的发展历史(六)其后，俄国的多利沃布罗沃斯基又于1880年最先制出了功率为100 W的三相交流发电机，并被德国、美国推广使用．事实成功证实了高压交流输电的优越性．并在全世界范围内迅速推广．随着科学的发展，为了解决交流输电存在的问题，寻求更合理的输电方式，人们现在又开始了采用直流超高压输电．输电技术的发展历史(七)但这并不是简单地恢复到爱迪生时代的那种直流输电，发电站发出的电和用户用的电仍然是交流电，只是在远距离输电中，采用换流设备，把交流高压变为直流高压，这样做可以把交流输电用的3条电线减为2条，大大节约了输电导线，目前最长的架空直流线路是莫桑比克的卡布拉巴萨水电站到阿扎尼亚的线路，长1 414公里，输电电压为50万伏，可输电220万千瓦．一、单项选择题1．关于电能输送的以下分析，正确的是(C)A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越大B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比解析：输电线上损失的功率P损＝I2R线＝，公式中的U损指输电线上(即电阻R线)的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式P＝UI是电源提供的总电功率，而不是输电线上损失的电功率，D项错．2．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(A)A. B. C．2P D．4P解析：在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，故选A.3．分别用U1＝U和U2＝kU两种电压输送电能，若输送的功率相同，导线上损失的功率也相同，导线的长度和材料也相同，则在两种情况下导线的横截面积之比为S1∶S2等于(C) A．k∶1 B．1∶k C．k2∶1 D．1∶k2解析：由P损＝知损失的功率相同时，导线的横截面积之比与电压的平方成反比．4．(2014·浙江卷)如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2.则(A)A．用户端的电压为B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为IrD．输电线路上损失的电功率为I1U解析：本题考查远距离输电，难度较小．根据理想变压器的特点，I1U1＝I2U2，则U2＝，A正确．输电线路的电压降(电压损失)为ΔU＝I1r，损失的电功率为ΔP＝I1ΔU＝Ir；变压器原线圈输入功率为I1U1.选项BCD错误，A正确．二、多项选择题5．理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，只有一个副线圈，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5 Ω，电压表V的读数为100 V, 则(BC)A ．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B ．电流表A2的读数2 AC ．电流表A1的读数0.2 AD ．变压器的输入功率为200 W解析：原、副线圈中电流频率相等，变压器的输入功率为20 W ．A 、D 错误．6．关于远距离输电，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(CD)A ．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定C ．当用户消耗的总功率增大时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压不等于降压变压器的输入电压解析：因输入功率等于输出功率，而发电机输出的电压不变，所以选项A 、B 错误；当用户消耗的总功率增大时，输电线中的电流增大，根据P ＝I 2R ，输电线上损耗的功率增大，选项C 正确；因为输电线上也有电压损失，所以升压变压器输出电压不等于降压变压器的输入电压，选项D 正确．7．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上(AC )A ．电能损失为原来的1n 2倍B ．电压损失为原来的1n2倍 C ．电能损失减少n 2－1n2倍 D ．电能损失减少了n －1倍解析：由P 耗＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 线知A 对，再由电能损失减少量是P 损⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n 2可知C 对．由I ＝P U ，知电压提高到n 倍，则电流为原来的1n倍，所以电压的损失是原来的1n，所以B 、D 错误．8．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，则在输电线上的功率损失(AD )A ．随输电线电阻的增大而增大B ．与输送电压的平方成正比C ．与输电线上电压损失的平方成反比D ．与输电电流的平方成正比解析：由P 耗＝I 2R 线知A 、D 正确．9．某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为220 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则(AD )A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220U 2，n 3n 4＝U 3220.由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2＞U 3，所以n 2n 1＞n 3n 4，A 正确，B 和C 不正确．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 正确．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．)10．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω.(1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解析：(1)输电线上的电流强度为I ＝P U ＝20×103380A ＝52.63 A ， 输电线路损耗的功率为P损＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝P U ′＝20×1035 000 A ＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U －I ′R ＝(5 000－4×6)V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ＝226.18 V . 答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V11．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小水电站，输送的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解析：(1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P U计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 80024kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ∝1U 2，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV .答案：(1)η＝60% 20 Ω (2)22.4 kV12．发电机输出功率为40 kW ，输出电压400 V ，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V ，求：(1)输电线上损失的电功率是多少？(2)降压变压器的变压比是多少？解析：(1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压为U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103 A ＝20 A.输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失：ΔU ＝I ·R ＝20×5 V ＝100 V .加在降压变压器原线圈两端的电压：U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V . 降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压) U 2＝220 V .降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511. 答案：(1)2.0×103 W (2)95∶11此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。