1、3.4 电能的输送电能的输送复习回顾复习回顾一、变压器的构造及主要参数。一、变压器的构造及主要参数。二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理： 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和电流 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3、理想变压器功率：理想变压器功率：P入入P出出三、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：2121nnUU 1221nnII 情境导入情境导入 我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区 , 而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？问题思考
2、问题思考 远距离输电为什么要用高电压？新知探究新知探究一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径1、电能的突出优点便利性：便于远距离输送2、输送电能的基本要求可靠：保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电保质：保证电能的质量（电压和频率稳定）经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小1、电压损失、电压损失2、电电功率损失功率损失用电设备UU损损U用用PRP损损发电厂发电厂输电电流输电电流I=_;电压损失电压损失 U损损=_;功率损失功率损失P损损=_;用户得到用户得到 P用用=_;用户得到用户得到 U用用=_;/P U2I RIR-U U损-P P损1.怎样计算输电线路损失的功率?2
3、=PIr损2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的一半,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.怎样计算用户消耗的功率P用？=-PPP用损发PU I用用用如果输送的电功率为P，输送电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为。则输电线损耗功率为多少呢？则功率损耗为可表示为：2P=LPUS 损（ ）如何减少电能损失?2=PIR损线(1)减小输电线电阻R(2)减小输电电流I途径一、途径一、减小输电线电阻减小输电线电阻R
4、：SLR减小材料的电阻率减小材料的电阻率：用铜或铝减小输电线的长度减小输电线的长度L：不可行可适当增大导线横截面积可适当增大导线横截面积S.有一定限度途径二、提高输电电压，减小输电电流I22=()PPIRRU损提高输电电压U：PR一定，一定21UnPn损提高到原来的 倍，降为原来的倍 输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。说明变式训练远距离输电原理图如图所示，升压变压器
5、和降压变压器均为理想变压器，当k由2改接为1时，下列说法正确的是（）A电压表读数增大 B电流表读数减小 C灯泡的实际功率在减小 D输电线上损失的功率减小 【解析】解：设升压变压器的输入电压为U1，输出电压为U2，降压变压器的输入电压为U3，输出电压为U4。A、k由2改接为1时，升压变压器的副线圈匝数变大，其中U1不变，根据变压比可知U2变大，相应的U3和U4都变大，电压表的示数为U4，则电压表示数增大，故A正确；B、因为U4变大，根据欧姆定律可知降压变压器的输出电流增大，根据变流比可知降压变压器的输入电流也变大，即电流表示数变大，故B错误；C、灯泡两端电压增大，所以灯泡消耗的功率变大，故C错误
6、；D、由上面的B分析可知，输电线上的电流变大，所以输电线上消耗的功率变大，故D错误。故选：A。技法点拨：技法点拨：1、电能的突出优点便利性：便于远距离输送2、输送电能的基本要求可靠：保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电保质：保证电能的质量（电压和频率稳定）经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小二、电网供电二、电网供电输电简易图输电简易图10千伏千伏几百千伏几百千伏100千伏左右千伏左右10千伏左右千伏左右220伏伏二、电网供电二、电网供电14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损损P损损升压变压器降压变压器功率关系：功率关系：P1=P2，P3
7、=P4，P2=P损损+P314223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损损P损损升压变压器降压变压器电压电压关系：关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损损P损损升压变压器降压变压器电流电流关系：关系：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损损P损损升压变压器降压变压器输电电流：14223UUUURIF用用线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4U损损P损损升压变压器降压变压器损耗功率损耗功率： 现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一
8、”的供电方式，而是通过网状的输电线、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。什么是电网供电？1、次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益；2、可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡；3、可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。电网供电有什么好处？输电技术的发展 1882年，一个法国工程师修建了第一条远距离输电电路，将一个水电站发出的电送到57 km之外的慕尼黑； 1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3 km 左右就要建立一个发电厂，否则灯泡因电压过低而不能发光； 1891 年，德国建成1
9、70 km 的1530 kV 的高压输电线路，效率高达70% 80%。1893年，国修建尼亚加拉水电站时，经过反复论证，决定采用交流供电系统。 现代，直流输电技术现代，直流输电技术。在送电端有专用的。在送电端有专用的“整流整流”设备将交流变换为直流，设备将交流变换为直流，在用户端也有专用的在用户端也有专用的“逆变逆变”设备再将直流变换为交流。设备再将直流变换为交流。 1909至至1912年，美国、德国建造年，美国、德国建造100 kV的高压输电线路，从此高压输电技的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。术迅速普及。 思考：为什么要使用直流输电技术呢？ 长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电
10、流的影响也不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电这个环节可以使用直流。直流输电需要专门的“整流设备”与“逆流设备”。典例精析远距离输电要采用（）A低压输电 B高压输电 C强电流输电 D弱电流输电解：在远距离输送电能时，输电线路上的电能损失主要是电流的热效应而产生的，根据Q=I2Rt可知，在导线电阻不变的情况下，电流越小，输电线上的电能损失就越小。而如何减小电流呢？根据电功率的计算公式P=UI可知，在输送电功率一定时，要减小电流可以增大电压。即高压输电。故选：B。变式训练下列说法正确的是（）A在硅钢中不能产生涡流 B涡流有热效应，但没有磁效应
11、C在电能输送过程中，若输送的电功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越细的导线损失的电压越小 D在电能输送过程中，若输送的电功率和输电线电阻一定，输电线上损耗的电功率和输送电压的二次方成反比 为了减少功率损失和电压损失，在保证一定输送功率的前提下，可以通过提高输电电压来减小输电电流。但并不是电压越高越好。因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，费用也越高。实际输电时，要综合考虑各种因素。技法点拨：技法点拨：课堂小结课堂小结二、降低输电损耗的两个途径三、远距离输电原理图三、远距离输电原理图一、电能的输送一、电能的输送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1)减小输电线电阻减小输电线电阻R2)减小输电电流减小输电电流I再见再见
