1、第五节电能的输送第五节电能的输送学习目标：学习目标：1.了解交变电流从变电站到用户的输电过程了解交变电流从变电站到用户的输电过程2知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理解高压输电的道理解高压输电的道理3知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算电线路进行定量计算重点难点：重点难点：输电线路中的电压及功率的计算输电线路中的电压及功率的计算新知初探自主学习新知初探自主学习一、输送电能的基本要求一、输送电能的基本要求1.可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障可靠：保证供电
2、线路可靠地工作，少有故障2.保质：保证电能的质量保质：保证电能的质量_和和_稳定稳定3.经济：输电线路建造和运行的费用经济：输电线路建造和运行的费用_、电、电能损耗能损耗_电压电压频率频率低低少少二、降低输电损耗的两个途径二、降低输电损耗的两个途径自主探究自主探究设输电电流为设输电电流为I，输电线的电阻为，输电线的电阻为r，则输电线，则输电线上的功率损失为上的功率损失为P损损_据此可知减小据此可知减小输电损失的两个途经为：一是减小输电线的输电损失的两个途经为：一是减小输电线的_，二是减小输电线中的，二是减小输电线中的_I2r电阻电阻电流电流(1)减小材料的减小材料的_；(2)增大导线的增大导线
3、的_2.在输电功率一定的前提下，由在输电功率一定的前提下，由PUI知，减知，减小输电电流，就要小输电电流，就要_输电电压输电电压电阻率电阻率横截面积横截面积提高提高由此可知，提高输电由此可知，提高输电_，减小输电电流，减小输电电流对于降低输电损耗更有效对于降低输电损耗更有效成功发现成功发现1输电功率损失：输电功率损失：P损损_2降低输电损耗的两个途径降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：选用电阻率减小输电线的电阻：选用电阻率_的金的金属做导线；属做导线；_导线的横截面积导线的横截面积(2)减小输电电流：当输电功率一定时，提高减小输电电流：当输电功率一定时，提高电压可以减小电流电压可以减
4、小电流电压电压I2r小小增大增大三、电网供电三、电网供电1.远距离输电基本原理远距离输电基本原理在发电站内用在发电站内用_变压器升压，然后进变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过行远距离输电，在用电区域通过_变压变压器降到所需的电压器降到所需的电压2.电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电网：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，形成的全国性或电厂和广大用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络地区性的输电网络升压升压降压降压3.电网送电的优点电网送电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益济效益(2)减小断电的风
5、险，调剂不同地区电力供需减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量的平衡，保障供电的质量(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高质量更高要点探究讲练互动要点探究讲练互动要点要点1输电线上的电压损失和功率损失输电线上的电压损失和功率损失1.输电电流输电电流特别提醒：特别提醒：(1)输电电压是指加在高压输电线输电电压是指加在高压输电线始端的电压始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路，损失电压是指降落在输电线路上的电压上的电压UIR.(2)输送功率是指高压输电线始端输出的电功输送功率是指高压输电线始端输出的电功率，损失功率是输电线上消耗
6、的功率率，损失功率是输电线上消耗的功率在远距离输电时，输送的电功率为在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为输送电压为U，所用导线的电阻率为，所用导线的电阻率为，横截，横截面积为面积为S，总长度为，总长度为L，输电线损失的电功率，输电线损失的电功率为为P，用户得到的电功率为，用户得到的电功率为P用用，则，则P、P用用的的关系式正确的是关系式正确的是()例例1【思路点拨思路点拨】首先根据电阻定律计算输电线的电首先根据电阻定律计算输电线的电阻，再根据输送的功率及电压求出电流，然后利用阻，再根据输送的功率及电压求出电流，然后利用PI2R求出输电线上损失的功率，最后根据求出输电线上损失的功率，最后
7、根据P、P、P用用之间的关系求出用户得到的功率之间的关系求出用户得到的功率【答案答案】BD变式训练变式训练1.(2010高考浙江卷高考浙江卷)某水电站，用总电阻为某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给的输电线输电给500 km外的用户，其输出电外的用户，其输出电功率是功率是3106 kW.现用现用500 kV电压输电，则下电压输电，则下列说法正确的是列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为输电线上输送的电流大小为2105 AB输电线上由电阻造成的损失电压为输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC若改用若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的电压输电，则输电线上损失的功率为功率为910
8、8 kWD输电线上损失的功率为输电线上损失的功率为PU2/r，U为输为输电电压，电电压，r为输电线的电阻为输电线的电阻要点要点2远距离输电电路的分析与计算远距离输电电路的分析与计算1.解决远距离输电问题时，应首先画出输电的解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图如图电路图如图551所示所示图图5512.分析三个回路，在每个回路中，变压器的原分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，联系各回路的桥梁是变压器个回路的电源，联系各回路的桥梁是变压器发电机的端电压为发电机的端电压为220 V，输出电功率，输出
9、电功率为为44 kW，输电导线的电阻为，输电导线的电阻为0.2，如果用，如果用初、次级匝数之比为初、次级匝数之比为1 10的升压变压器升压的升压变压器升压,经输电线后，再用初、次级匝数比为经输电线后，再用初、次级匝数比为10 1的的降压变压器降压供给用户，求用户得到的电降压变压器降压供给用户，求用户得到的电压和功率压和功率【思路点拨思路点拨】熟练掌握远距离输电过程中熟练掌握远距离输电过程中的电压关系、电流关系与功率关系是解决这的电压关系、电流关系与功率关系是解决这类问题的关键类问题的关键例例2【答案答案】219.6 V4.392104 W【规律总结规律总结】解决这类问题，无论是否要解决这类问题
10、，无论是否要求画出输电过程示意图，都要首先画出示意求画出输电过程示意图，都要首先画出示意图，标明相关物理量，这样能帮助理清物理图，标明相关物理量，这样能帮助理清物理量间的关系，以防出错量间的关系，以防出错变式训练变式训练2.某小型水电站的电能输送示意图如下，发电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机的输出电压为220 V，输电线总电阻为，输电线总电阻为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压，降压变压器原副线圈匝数分别为变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均变压器均为理想变压器为理想变压器)要使额定电压为要使额定电压为220 V的用电
11、的用电器正常工作，则器正常工作，则()图图553热点示例创新拓展热点示例创新拓展 远距离输电的综合应用远距离输电的综合应用经典案例经典案例(12分分)一座小型水电站，水以一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流的速度流出，流出水位比流入水位低出，流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量，水的流量为为1 m3/s，如果水流损失的机械能有，如果水流损失的机械能有75%供给供给发电机求：发电机求：(g取取10 m/s2)(1)若发电机效率为若发电机效率为80%，则发电机的输出功，则发电机的输出功率为多大？率为多大？图图554【答案】【答案】(1)12 kW(2)3259511
