高中物理： 电能的输送课件.ppt

1、面临问题西部：能西部：能源丰富有源丰富有利开发利开发东部：能东部：能源缺乏用源缺乏用电量大电量大常规能源运输难题：常规能源运输难题：运费高、能效低、耗时长、人力浪费等运费高、能效低、耗时长、人力浪费等其其他他形形式式的的能能量量发发电电站站把各种把各种热能核能风能水流能太阳能化学能比如：比如：转化为转化为电能电能再再输输送送给给学学校校工工厂厂普通普通用户用户电能在从发电站传输给用户电能在从发电站传输给用户的过程中要考虑什么问题？的过程中要考虑什么问题？要注意什么？要注意什么？输送电能的输送电能的优点优点：可靠：可靠：是指保证是指保证供电线路可靠供电线路可靠地工作，少有故障和地工作，少有故障和

2、停电停电。保质：保质：就是就是保证保证电能的电能的质量质量，即，即电压和频率稳定电压和频率稳定。经济：经济：是指输电线路建造，运行的是指输电线路建造，运行的费用低费用低，损耗小，损耗小，电价要低。电价要低。一、电能的输送一、电能的输送可靠可靠保质保质经济经济电站站址电站站址 用户用户(负载负载)远距离远距离输送电能的输送电能的过程过程：输送电能的输送电能的问题问题：电流流过电流流过输电导线输电导线时，由于时，由于电流的热效电流的热效应应，必然有一部分，必然有一部分电能转化成热能电能转化成热能而损失掉。而损失掉。UP 思考：思考：怎样计算怎样计算输电线路损失的输电线路损失的功率？功率？如何降低输

3、电损耗？如何降低输电损耗？设输电电流为设输电电流为I I，输电线的电阻为，输电线的电阻为r r，则功率损失为则功率损失为:P=I:P=I2 2r r二、降低输电损耗的两个途径二、降低输电损耗的两个途径减少输电线路上发热的减少输电线路上发热的电阻电阻Srr r=减少输电线路上发热的减少输电线路上发热的电流电流UI=SLRr由电阻定律知由电阻定律知(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,但价格昂贵但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.减小输电线的长度减小输电线的长度L不可行不可行,因为要保证输电距离因

4、为要保证输电距离.3 3 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,既不经济又架既不经济又架设困难设困难.不采用减小导线电阻的方法。不采用减小导线电阻的方法。(2)减小输电线中的电流减小输电线中的电流1.如何减小输电线路中的电流呢如何减小输电线路中的电流呢?U输出IP在输出功率一在输出功率一定的条件下定的条件下要想减小要想减小电流电流必须要提高电必须要提高电压压U降低输电损耗的两个途径之一：降低输电损耗的两个途径之一：减少输电线路上减少输电线路上的发热损失的的发热损失的功率功率中两个方法中只有第二个方法：中两个方法中只有第二个方法：减小电流比较有效。而要减小电流必须要采用高压

5、电。减小电流比较有效。而要减小电流必须要采用高压电。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。还有对电线绝缘的要求就越高，不经济。费用越高。还有对电线绝缘的要求就越高，不经济。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，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。降低输电损耗的有效途径降低输电损耗的有效途径采用高压输电采用高压输电。是不是输电电压越高越好是不是输电电压越高越好?思思考考所以要综合考虑各种因素。所以要综合考虑各种因

6、素。从公式分析哪种途径对于降低从公式分析哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？输电线路的损耗更有效？由由 可知，在输电电流一定的情况下，线路可知，在输电电流一定的情况下，线路电阻电阻减为原来的减为原来的一半一半，线路损耗的功率减为原来的，线路损耗的功率减为原来的一半一半。rIP2 在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 可知：线路中可知：线路中电流电流减为原来的减为原来的一半一半，而损耗的功率减为原来，而损耗的功率减为原来的的四分之一四分之一。PIU采用采用高压输电高压输电是减小输电线上功是减小输电线上功率损失的率损失的最有效最有效、最经济最经济的措施

7、的措施 2()PPrU拓展知识拓展知识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升压变压器升压变压器三、远距离高压输电过程示意图三、远距离高压输电过程示意图远距离输电原理图远距离输电原理图功率关系：功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损失损失+P3U3I2 n1P3U U发发电电站站计算用户得到的功率计算用户得到的功率P?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-拓展知识拓展知识练习：练习：输

8、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?(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?(1)25A 250V 150V(2)6250W 3750W(3)62.5W 9937.5W提高输电电压提高输电电压,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 在高压输电三个回

9、路中，各部分的功率、电在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？压和电流关系如何？探究与交流：探究与交流：电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：2121nnUU 4343nnUU 23UUU 输电回路中U3I2 n1P3U U3线234431221,IIIInnIInnIIr 远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的到原来的n n倍，则下列说法中正确的是（倍，则下列说法中正确的是（）A A输电线上的电流变为原来的输电线上的电流变为原来的n n倍倍 B B输电线上的电压损失变为原来的输电线上的电压损失变为原来的1/1/n n

10、2 2 C C输电线上的电功率损失变为原来的输电线上的电功率损失变为原来的1/1/n n D D若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的可变为原来的n n2 2倍倍D课堂练习：课堂练习：下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（正确的是（）A A因为热功率因为热功率 ，所以应降低输送电压，增，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。B B因为热功率因为热功率P P=IUIU，所以应采用低电压、小电流，所以应采用低电压、

11、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗。输电，才能减小输电导线上的热损耗。C C因为热功率因为热功率P P=I I2 2R R，所以可采用减小输电线电阻，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。D D以上说法均不正确。以上说法均不正确。C课堂练习：课堂练习：RUP2 四、电网供电四、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少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。需平衡，保障供电质量。输送电路的计算步骤输送电路的计算步骤(1)画出供电画出供电示意图示意图(2)以变压器铁心为界以变压器铁心为界,分出各个回分出各个回路路,各回路各回路可独立运用欧姆定律分可独立运用欧姆定律分析析.(3)各回路间各回路间通过线圈匝数比与电通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系压比和电流比的关系,总功率不变总功率不变等联系等联系.课后作业：课后作业：教材教材P50P50页的练习：第页的练习：第2 2、3 3、5 5题题