第五节电能的输送

江苏省溧阳中学高二物理11第五节、电能的输送编者：杨福松【学习目标】1．掌握远距离送电的基本要求2．掌握交流送电的优点3．明确输出功率、损失功率的概念及计算【要点导学】一．电能的输送1．电能相比煤、石油等能源便于远距离输送2．输送电能的基本要求：______、________、_______。二．输电线上的功率损失1．任何输电线都有_______，存在功率损失。设输电电流I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为：损P＝_____________设输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为l，横截面积为S，电阻率为ρ，则输电电流为I＝___________，输电电线电阻为R＝___________，输电线上的功率损失可表示为：损P＝________________。2．减少输电线上功率损失的方法（1）减小输电线的电阻R：①______________________②______________________③______________________（2）减小输电电流I:①______________________②______________________采用____________________是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。三．输电线路上的电压损失1．电压损失损U：输电线路始端电压U跟用户两端电压用U的差值，称为输电线路上的电压损失，损U＝____________，如图所示。2．造成电压损失的因素：（1）输电线电阻造成电压损失损U＝___________。（2）输电线的感抗和容抗造成电压损失3．减小输电线路上电压损失的方法：（1）________________________（2）________________________在输送电功率不变的前提下，__________________是最有效的措施。综上：高压输电既能减小______损失，又能减小________损失，但实际输电时，还需要考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压。江苏省溧阳中学高二物理22四．交流高压输电1．基本环节2．各物理量的关系【典型例题】【例1】在电能输送的过程中，若输送电功率一定，则输电线上的功率损失（）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正比D．与输电电流的平方成正比【例2】电站向某地输送5×103kw的电功率，输电线上损失的电功率为1×102kw，若输送功率不变，把输电电压提高为原来的10倍，同时将输电线的横截面积减为原来的一半，求这时输电线上损失的电功率和用户得到的电功率。【例3】发电机输出功率40kw，输出电压400V，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5Ω，到达用户后再用变压器降为220V，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？发电厂高压输电用户升压变压器降压变压器EU4n4n3n2n1U3U2U1SR用户江苏省溧阳中学高二物理33【分层练习】班级_____________姓名______________学号（）1．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则A.2USPLB.22PLPUSC.2USPPL用D.2(1)PLPPUS用()2.远距离输送交流电都采用高压输电，我国正研究用比330KV高的多的电压进行输电，采用高压输电的优点是：A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交变电流的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度（）3.变电站通过两根输电线向用户送电，变电站输出电压为U，线路电流为I，导线电阻为R，用户端电压为U/,则输电线上损失的电功率为A．R2UB．RI2C．UID．)(UUI（）4.在如图多事的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大5．水电站给远处山村送电的输出功率是100kW，用2000V电压输电，线路上损失的功率是2.5×104W，则输电线的电阻多大？如果改用20000V高压输电，线路上损失的功率多少？6．有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图5-5-1所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线总电阻R＝4Ω，全校共22个班，每个班有“220V，40W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：（1）发电机输出功率多大？（2）发电机电动势多大？（3）输电效率是多少？（4）如果用灯数减半，发电机输出的功率是否减半？~图5-5-1江苏省溧阳中学高二物理447．如图5-5-2一小型水利发电站水坝落差h＝5m，流量q＝1m3/s，发电机组总效率η＝50%，机端输出电压350V。为了向离电站较远处的用户供电，采用先升压、后降压的办法。设输电线总电阻R＝4Ω，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5%，用户需要电压220V，试计算升压变压器、降压变压器的匝数比。（g＝10m/s2）8．发电机的端电压220V，输出功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用初次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。（1）画出全过程的线路示意图；（2）求用户得到的电压和功率；（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率。h用户I1ηI4I3I2U2U1U3U4图5-5-2家长评价：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍家长签名：