7.电能的输送

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1、7　电能的输送[学习目标]1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题.4.了解直流输电.一、电能输送中的电压损失和电能损耗[导学探究]　如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).那么：(1)远距离大功率输送电面临的问题是什么？(2)怎样计算输电线路损失的功率和电压？(3)降低功率损耗有哪些途径？(4)用户两端的电

2、压和功率是多大？【总结】[知识深化]1.输电线上的电压损失：ΔU＝U－U′＝Ir＝r.2.输电线上的功率损失：(1)ΔP＝I2r＝ΔU·I＝，其中ΔU为输电线上的电压损失.3.减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρ，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难.(2)减小输电电流I，根据I＝，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的

3、，输电线上的功率损耗将降为原来的.例1输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求：(1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压?(2)输电线损失的功率?用户得到的功率?(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率?【思考与讨论】：在实际输电过程中，输电电压是不是越高越好呢？二、远距离高压输电电路中的各种关系[导学探究]发电厂的发电电压：一般为10.5KV。中型发电机发电电压为6.5KV，一般用户所需要的电压为220V或380V，上面的数据说明什么

4、？如何进行高压输电？请思考和设计可行的输电方案，并画出设计电路图？1.画远距离输电原理图2.原理图中各物理量的关系【思考与讨论】结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中电流、电压、功率之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计).①电流关系：②电压关系：③功率关系：例2如图所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25.(1)求升压变

5、压器的输出电压和输电导线中的电流；(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.三、直流输电 1．交流输电的缺点 （1）受输电线间及输电电线与大地之间分布电容、电感的影响，输电电压及输电功率受限制，特别不利于地下电缆及跨海输电。（2）同一交流电网内交流发电机同步运行存在技术上的困难。 2．高压直流输电 直流输电可有效避免交流输电的缺点，但因为用电器都为交流用电器，所以发电和用电采用交流，只是输电环节使用直流。1.(输电线上功率损失的计算)夏天由于用电器的增多，

6、每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电.若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是(　　)A.若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B.若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍C.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍2.(输电线上功率损失的计算)(多选)某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改

7、用变压比为1∶50的升压变压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是(　　)A.由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的B.由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C.由公式P＝I2R线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D.由公式P＝可知，提高电压后输电线上的功率损耗增为原来的2500倍3.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图6所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且

8、n1∶n2＝n4∶n3.当用户用电器的总电阻减小时(　　)A.U1∶U2＝U4∶U3B.用户的电压U4增加C.输电线上的损失功率增大D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率