（2019） 新人教版高中物理高二选择性必修二第三章：3.4电能的输送ppt课件.ppt

1、鄂尔多斯太阳能发电站大亚湾核电站秦山核电站 为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方.而用电的地方却很多,例如: 有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这就涉及电能的输送问题鄂尔多斯太阳能发电站1、发电站发出的电能是怎样输送、发电站发出的电能是怎样输送 到远方的呢？到远方的呢？2、输送电能时有什么要求吗？依靠导线，远距离输电可靠、保质、经济一、电能的输送 【阅读P45第一部分】一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理： 1 1、互感互感现象：变压器只能改变现象：变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压

2、和电流 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器功率：理想变压器功率：三、理想变压器的三、理想变压器的变压变压、变流变流规律：规律：四、常用变压器四、常用变压器复习回顾复习回顾 变压器变压器2121nnUU 1221nnII P入入P出出332211nInInI 输送电能的基本要求：输送电能的基本要求： 可靠、保质、经济可靠、保质、经济可靠：可靠：是指保证供电线路可靠地工作是指保证供电线路可靠地工作, ,少有故障和停电少有故障和停电保质：保质：是指保证电能的质量是指保证电能的质量, ,即电压和即电压和频率稳定频率稳定经济：经济：是指输电线路建造和运行的费是

3、指输电线路建造和运行的费用低用低, ,电能损耗小电能损耗小电站站址电站站址 用户用户(负载负载)远距离远距离能源丰富能源丰富有利开发有利开发能源缺乏能源缺乏用电量大用电量大1、为什么输电线上有电能损失、为什么输电线上有电能损失?由于输电线长，电阻大，当电流由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生通过输电线时，产生热量热量Q，损失一，损失一部分电能，同时损失一部分电压部分电能，同时损失一部分电压.一、输电线上的功率损失一、输电线上的功率损失(1)减小导线电阻减小导线电阻2、如何减少电能损失、如何减少电能损失?RIP2损(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流SLR由电阻定律知由电阻定律知

4、(1)减小导线电阻减小导线电阻减小材料的电阻率减小材料的电阻率.银的电阻率最小银的电阻率最小,但但价格昂贵价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线输电线.减小输电线的长度减小输电线的长度L不可行不可行,因为要保证因为要保证输电距离输电距离.可适当增大横截面积可适当增大横截面积. .太粗不可能太粗不可能,既不既不经济又架设困难经济又架设困难.方法方法(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流课本课本P46P46页思考与讨论页思考与讨论1.怎样计算输电线路损失的功率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在输电电流一定的情况下,如果线路的如果线路的电阻

5、电阻减为原来的减为原来的1/100,线路上损失的功率线路上损失的功率减为原来的减为原来的1/? 在线路电阻一定的情况下在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的如果输电电流减为原来的1/100,线路上损线路上损失的功率减为原来的失的功率减为原来的1/?RIP2损3.哪个途径对于降低输电线路的损耗更哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效为有效?4.怎样计算用户得到的功率怎样计算用户得到的功率P?5.在保证用户的电功率的前提下在保证用户的电功率的前提下,怎样才怎样才能减小输电电流能减小输电电流?输送输送输送输送输送输送IUP 损损输送输送用户用户PPP- - 例例1： 输送输送10kw的电功率

6、，采用的电功率，采用400V的的电压输电，输电线的总电阻为电压输电，输电线的总电阻为10，求，求(1)输电线中的电流输电线中的电流?输电线中损失的电压输电线中损失的电压?用户得到的电压用户得到的电压?AAUPI2540010103VVIrU2501025VVVUUU150250400-用例例1： 输送输送10kw的电功率，采用的电功率，采用400V的的电压输电，输电线的总电阻为电压输电，输电线的总电阻为10，求，求(1)输电线中的电流输电线中的电流?输电线中损失的电压输电线中损失的电压?用户得到的电压用户得到的电压?(1)25A 250V 150V(2)输电线损失的功率输电线损失的功率?用户得

7、到的功率用户得到的功率?WWrIP6250102522损WWWPPP3750625010000-损用例例1： 输送输送10kw的电功率，采用的电功率，采用400V的的电压输电，输电线的总电阻为电压输电，输电线的总电阻为10，求，求(1)输电线中的电流输电线中的电流?输电线中损失的电压输电线中损失的电压?用户得到的电压用户得到的电压?(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(2)输电线损失的功率输电线损失的功率?用户得到的功率用户得到的功率?(3)如果采用如果采用4000V电压输电，输电线损失电压输电，输电线损失的功率的功率?用户得到的功率用户得到的功率?提高输电电压提高输电

8、电压, 是减少电能损失的最有效的办法是减少电能损失的最有效的办法(3) 62.5W 9937.5W交流高压输电的基本环节交流高压输电的基本环节 发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用户用户远距离输电示意图远距离输电示意图发发电电机机升压变压器升压变压器高压输电线路高压输电线路降压变压器降压变压器 用用电电器器 交流高压输电基本环节示意图交流高压输电基本环节示意图 两个变压器，三个回路1、发电回路2、高压送电回路3、用户回路二、远距离输电原理图二、远距离输电原理图线线线损）（RUPRIP2222二、远距离输电原理图二、远距离输电原理图14223UUUURIF用

9、线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器二、远距离输电原理图二、远距离输电原理图3243432121,UUUnnUUnnUUr3234431221,IIInnIInnIIr 电压之间的关系是：功率之间的关系是：电流之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3是不是输电电压越高越好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电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。求越高，建设费用越高。远距离输电远距离输电我国常用的远距离输电采用的电压有我国常用的远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，

10、输电干线采用，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网达到的超高压，西北电网达到750kV。思思考考三、电网供电三、电网供电采用电网供电的优点：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降低一次能源的输送成本, ,获得最大的经获得最大的经济效益济效益. .同时同时, ,电网可以减少断电的风险电网可以减少断电的风险, ,调剂不同地区电力供需平衡调剂不同地区电力供需平衡, ,保障供电质保障供电质量量. .通过网状的输电线、变电站通过网状的输电线、变电站,将许多电将许多电厂和广大用户连接起来厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区

11、形成全国性或地区性的输电网络性的输电网络,这就是这就是电网电网.例2、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是输给用户。已知发电机的输出功率是500kW500kW，端电压为端电压为500V500V，升压变压器原、副线圈的匝数，升压变压器原、副线圈的匝数比为比为1:51:5，两变压器间输电线的总电阻为，两变压器间输电线的总电阻为1.51.5，降压变压器的输出电压为降压变压器的输出电压为220V220V，不计变压器的，不计变压器的损耗。求：损耗。求：（1 1）升压变压器的副线圈两端电压；）升压变压器的副线圈两端电压；（2 2）输

12、电导线上的功率损失；）输电导线上的功率损失；（3 3）降压变压器原、副线圈的匝数比；）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4 4）用户得到的功率。）用户得到的功率。解：输电线路原理图如上图所示解：输电线路原理图如上图所示（1 1）升压变压器的副线圈两端电压为）升压变压器的副线圈两端电压为 U U2 2=n=n2 2U U1 1/n/n1 1=2500V =2500V （2 2）输电导线上的电流）输电导线上的电流 I I2 2= P= P2 2/ U/ U2 2 14223UUUURIF用线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4输电导线上的功率损失为输电导线上的功率损失为 P P损损=I

13、=I2 22 2r r线线=60kW=60kW （3）输电导线上的电压输电导线上的电压 U U损损=I=I2 2r r线线 降压变压器原线圈的电压降压变压器原线圈的电压 U U3 3=U=U2 2-U-U损损=2200V=2200V 降压变压器原、副线圈的匝数比为降压变压器原、副线圈的匝数比为 n n3 3/n/n4 4= U= U3 3/ U/ U4 4= 10:1= 10:1（4）用户得到的功率用户得到的功率 P P用用= P= P1 1- P- P损损=440kW=440kW处理远距离输电的基本思路处理远距离输电的基本思路 1、画远距离输电原理图画远距离输电原理图14223UUUURIF

14、用线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4 2、原理图中各物理量的关系原理图中各物理量的关系 （1 1）功率关系：）功率关系：P P1 1=P=P2 2 P P3 3=P=P4 4 P P2 2=P=P损损+P+P3 3 （2 2）电流电压关系：）电流电压关系：U U2 2=U=U线线+U+U3 3 I I2 2=I=I3 3例例3、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为，输出电压为1.0103 V，假如输电线的，假如输电线的总电阻总电阻10，在输电线上损失的电功率等，在输电线上损失的电功率等于输电功率的于输电功率的5%，用户使用电压，用户使用电压3

15、80 V(1)画出输电线路的示意图画出输电线路的示意图(标明各部分的标明各部分的符号符号)14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少匝数比是多少?(使用的是理想变压器使用的是理想变压器)1:10 25:14、某交流发电机输出功率为、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为输出电压为1.0103 V，假如输电线的总，假如输电线的总电阻电阻10，在输电线上损失的电功率等于，在输电线上损失的电功率等于输电功率的输电功率的5%，用户使用电压，用户使用电压380 V