高中物理第二章交变电流第7节电能的输送教学案教科版.doc

高中物理第二章交变电流第7节电能的输送教学案教科版.doc

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1、第7节电能的输送1.远距离输电过程中,在导线上既有能量的损耗,还有电压损失。2.根据P损=I2r可知,减小输电线上的功率损失有两个途径:一是减小输电线的电阻,二是减小输电电流。3.在输送功率一定时,提高输送电压,可以减小输电电流。4.当输送功率很大时,电感、电容引起的电压及电能损失也很大,这时可以采用高压直流输电方式。一、电能输送中的电压损失和电能损耗1.电能输送中的电压损失U损=Ir,其中I为输电线中的电流,r为输电线的电阻。2.电能输送中的电能损失(1)电能损失:W损=P损t。(2)功率损失:P损=I2r。二、远距离输电系统1.电网通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广大用

2、户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络。2.远距离输电基本原理在发电站内用升压变压器升压,然后进行远距离输电,在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。三、直流输电1.采用高压直流输电的原因当交流输电功率很大时,导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大;同一电网供电的发电机同步运行,技术上存在困难。2.输电过程在发电站区域经变压器升压,由换流设备将交流变为直流,用高压直流进行远距离传输,在用户区域由换流设备再将直流变为交流,经变压器降压送给用户。131.自主思考——判一判(1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。(√)(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来

3、减少电路的发热损耗。(√)(3)高压输电一定是电压越高越好。(×)(4)远距离输电时,若升压变压器匝数比为1∶n,降压变压器匝数比为n∶1,则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)(5)直流电压不能实现升压,因此直流输电不采用高压输电。(×)(6)大功率输电时,导线的电感和电容引起的电压和电能损失很大。(√)(7)高压直流输电是通过升压变压器升压后,再由换流设备将交流变为直流,从而实现远距离直流传输的。(√)2.合作探究——议一议(1)在农村电网改造前,离变压器越远的用户,电灯越暗,日光灯在过节时不能正常启动,你知道其中的原因吗?提示:电能在输送过程中存在电压损失

4、和电能损失,农村电网改造前,输电线较细,电阻较大,导线损失电压较大,到过节时,各家用电器增多,线路电流更大,电压损失更大,致使用电器不能正常工作。(2)在电能的输送过程中,U为输电电压,r为输电线电阻,则输电线中电流为I=,对不对?为什么?提示:不对。U为输电电压,而不是加在输电导线上的电压,即U≠Ir,而输电电流可通过P=UI求得。(3)用高压输电,电压是否越高越好?提示:并不是电压越高越好,因为电压升高,导线会对空气放电,这就对导线的绝缘性能提出了更高的要求;另外,高压输电对变压器也提出了更高的要求,因此输电电压也不是越高越好。在实际输电过程中,输电电压要根据输送功率的大小、

5、距离的远近、技术和经济等各方面因素综合考虑。电能输送中的电压损失和电能损耗131.降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻r:从公式r=ρ来看,在输电距离一定的情况下,可以增大导线的横截面积,但这样会多耗费材料,同时也给架设施工带来难度;还可以选用电阻率较小的导体。(2)减小输电线的电流I:从公式P=IU来看,在输送功率一定的情况下,要减小输送电流就必须提高输电电压。2.计算功率损失的几个公式(1)P损=I2r。(2)P损=IU损。(3)P损=。(4)P损=2r。(5)P损=P送-P用。[典例] (多选)某发电厂原来用11kV的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到22

6、0kV输电,输电功率都是P,若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是(  )A.根据公式I=,提高电压后,输电线上的电流降为原来的B.根据公式I=,提高电压后,输电线上的电流增为原来的20倍C.根据公式P损=I2R,提高电压后,输电线上的功率损失减为原来的D.根据公式P=,提高电压后,输电线上的功率损失增大为原来的400倍[思路点拨] 在输电功率P一定时,输电电压提高到原来的n倍,由输电线上功率损失P损=I2R=2·R知,输电线上功率损失将降为原来的。[解析] 输电电压由11kV经变压器变为220kV,提高了20倍,结合I=知,输电电流降为原来的;再由P损=I2R知,输电线上的

7、功率损失降为原来的。故正确选项为A、C。13[答案] AC设输送的电功率为P,输电电压为U,输电导线的电阻为R,则输电线上损失的电功率为P损=I2R=2R,输电线上损失的电压为U损=IR=R。    1.(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电,我国正在研究用远高于330kV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.可加快输电的速度解析:选AC 由P=UI得,I=,当输电功率P一定时,采用高

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