电能的输送（新授课）

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1、侯军全日制普通高级中学教科书（必修）教案第十七章《交变电流》授课时间：2007年3月14日星期三§17-6电能的输送【教学目的】1、了解电能输送过程中的电压、电流和功率的关系2、知道高压输电的必要性，能进行与高压输电线路设计的相关的基本计算3、知道高压输电的一些技术常识【教学重点】高压输电的必要性，与电网设计相关的基本计算【教学难点】输电线能量损失的计算【课时安排】1课时【教学过程】○、复习&引入我国的山东，陕西、河北等地盛产苹果。据到过烟台的旅游者描述，在当地从事苹果交易，一般论“一堆多少钱”，根本懒得去称斤两，看来价格不会很高。但是，烟台

2、苹果运到内地，价格就上来了。这是为什么？☆学生：（包装&中间商分成&广告…）添加运输费用。电能也是一种商品，也存在生产、运输和消费的问题，电能的运输费用会不会很高？如果太高，有没有降低的可能？一、电能的输送据我所知，关于电能输送的研究，在初中事实上已经进行过了，大家掌握的怎样？为了检验以前的所学，这里看四个问题——1、在实验室电路中，我们为什么不提电能输送的问题？☆学生：事实上没有输送环节（自家的苹果“论堆卖”）。2、电能是怎样输送的，输送过程的“运费附加”主要体现在什么地方？☆学生：架设输电线；输电线的能量损失（焦耳热耗散、容抗耗能&感抗耗

3、能）。3、发电厂、输电线、用户之间的电流、电压、功率存在什么关系？☆学生：I出=I线=I户；U出=U线+U户；P出=P线+P户。4、讨论P线时，我们为什么默认P=I2R而不用P=IU或P=（输电线不是纯电阻元件吗）？★学生：讨论、交流→代表发言…（教师提示辅助板图1…并明确：并非不能用其它关系，而是要注意①公式的一一对应关系；②解题的方便程度。）这些问题弄清楚之后，我们实际解决一个关于电能输送的计算。大家看教材P225《电能的输送》第3页（共3页）侯军全日制普通高级中学教科书（必修）教案第十七章《交变电流》倒数第四段的文字…相关板书：P出=2

4、00kW，L线=2×10=20km，P线=200×10%=20kW，U出=110V，补充条件ρ线=2.9×10−8Ωm，求输电线横截面积S线=？解：P线=I线2R线=（）2ρ线即S线=（）2×=9.59×10−2m2，（对应直径d=0.349m）启发过渡：这样粗的输电线，架设起来困不困难呢？☆学生：困难，而且造价昂贵。面对P线=（）2ρ线的关系，请大家判断，当S线不允许这样大，但我们仍然要求P线只有20kW，可以采取一些什么措施？★学生：讨论、交流→代表发言…对P出（依赖P出）、ρ线、L线进行分析后，肯定高压输电的必要性。二、高压输电高压输电

5、一般都要依赖变压器升压，到了用户两端，又要用变压器降压。一个简单的、典型的“电网”系统是这样组成的——板图2…请同学们再次审查I出和I线和I户、U出和U线和U户、P出和P线和P户之间的关系。☆学生：思考、演算后得出结论=，=；U出=U线+U户；P出=P线+P户承接前面的问题，如果我们设计的输电电压为U1=11kV，仍要求输电线损失功率不变，则输电线的横截面积应为多少？解：P线=I线2R线=（）2ρ线得S线=（）2×=9.59×10−6m2，（对应直径d=3.49mm）（显然，这是一个比较结合实际的数字。）思考1：升压器的变比等于多少？☆学生：

6、；思考2：如果把输电线上的电压降落叫做电压损失，两种情况下的电压损失分别时多少？《电能的输送》第3页（共3页）侯军全日制普通高级中学教科书（必修）教案第十七章《交变电流》★学生：第一次，先求R线=6.05×10−3Ω，再求U线=11V；第二次，先求R线=60.5Ω，再求U线=1100V。思考3：如果拥护需要的电压也是110V，降压变压器的变比等于多少？★师生互动→得出结果：。从思考2和思考3的计算不难看出，如果拥护需要的电压正是110V，则直接输电和高压输电损耗的功率尽管相同，但直接输电时用电器的电压不能满足，根本不能正常工作，高压输电却很好

7、地解决了这个问题。所以，高压输电的优点不仅仅体现在整个用户群体得到功率可能有改善，还体现在每个用电器用电状况会得到改善。三、小结我们今天通过一个事例的计算说明了高压输电的必要性和优越性。当然，任何事物都是辨证的，高压输电并非完全没有缺点，譬如电网成本高、危险性高、过高的电压又会带来新的能耗（如电晕放电）等。因此，我们在设计电网的输送电压时总是在优越性和负面作用之间寻找一个恰当的平衡点，而不是电压越高越好。关于这方面的知识，请同学们参看教材P226~227的相关内容。五、作业布置阅读教材；教材P227第（1）P228（3）（4）（5）题，上作业

8、本；完成《同步教练》相关内容。【板书设计】注意“教学过程”的带框字符，即是板书计划。【教后感】《电能的输送》第3页（共3页）