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《2021_2022学年高中物理第二章交变电流7电能的输送学案教科版选修3_220210319255.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考电能的输送必备知识·自主学习一、电能输送中的电压损失和电能损耗1.电压损失:(1)损失原因:导线自身存在电阻r。(2)电压损失大小:U损=Ir。2.输电线上的功率损耗:(1)输电线上的功率损失:P损=I2r,I为输电电流,r为输电线的电阻。(2)降低输电损耗的两个途径。①减小输电线的电阻:在输电距离一定的情况下,为了减小电阻,应当选用电阻率小的金属材料,还要尽可能增加导线的横截面积。②减小输电导线中的电流:为减小输电电流,同时又要保证向用户提供一定的电功率,就要提高输电电压。二、远距离输电系统远距离输电系统的
2、优点有哪些?提示:(1)经济——便于使用大容量发电机组,降低运输成本;(2)保质——减少断电风险,调剂供需平衡;-15-/15高考(3)可靠——根据不同“电源”的特点,合理调度电力。1.基本环节:2.电路原理图(如图):3.线路分类:(1)低压线路:家庭用户电压为220V。 (2)高压线路:输电电压为35kV。(3)超高压线路:输电电压超过220kV。三、直流输电1.直流输电的优点:(1)节约线材。(2)不存在感抗和容抗引起的损耗。(3)不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题。2.直流输电的基本过程:在发电
3、站区域经变压器升压,由整流设备将交流电变成直流电,用高压直流电进行远距离传输,在用户区域由逆变器将直流电变为交流电,经变压器降压送给用户。关键能力·合作学习知识点一输电线上的电压和能量损失1.输电线上的电压损失:-15-/15高考(1)电压损失:输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产生电势降落,致使输电线路末端的电压比起始端电压要低,这就是输电线上的电压损失。(2)减少输电线路电压损失的两种方法。①减小输电线路电阻:由R=ρ可知,距离一定时,使用电阻率小的材料,增大导线横截面积可减小电阻。②减小输电电流
4、:由I=可知,当输送功率一定时,升高电压可以减小电流。2.输电线上的电功率损失:(1)电功率损失。①原因:任何输电导线都有电阻,因此当电流通过输电导线向远方输送时,输电线因有电阻而发热。②功率损失的计算:ΔP=I2R,I为输电线路上的电流,R为线路电阻。(2)减少功率损失的方法。①减小输电线的电阻R:根据R=ρ,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;增大导线的横截面积S,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
5、的条件下,输电电压提高到原来的n倍,根据P损=()2R知,输电线上的功率损耗将降为原来的。远距离输电时,输电线可看作纯电阻,可用哪些公式求功率损失?提示:若输电线电阻为r,输电电流为I,输电线上的损失电压为ΔU,则常用的公式有:(1)ΔP=I2r(2)ΔP=I·ΔU-15-/15高考(3)ΔP=【典例】中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则(
6、 )A.输电电流变为原来的2倍B.输电线上降落的电压将变为原来的C.输电线上降落的电压将变为原来的2倍D.输电线上损耗的电功率将变为原来的【解析】选B。根据输送电功率P输=U输I输,因P输不变,故当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的,选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R,所以当输电电流变为原来的时,输电线上降落的电压也变为原来的,选项B正确,选项C错误;输电线上损耗的电功率P损=R,所以当输电电流变为原来的时,输电线上损耗的电功率将变为原来的,选项D错误。1.当远距离高压输送一定电功率时,输电线上损耗的
7、功率与电路中的( )A.输送电压成正比 B.输送电压的平方成正比C.输电线中的电流成正比D.输电线中电流的平方成正比【解析】选D。根据电功率P=IU ①输电线上损耗的功率ΔP=I2R ②由①②式解得ΔP=输电线上损耗的功率与输送电压的平方成反比,故A、B错误;根据输电线上损耗的功率ΔP=I2R,可知输电线上损耗的功率与输电线中电流的平方成正比,故D正确,C错误。故选D。-15-/15高考2.某电站向某地输送一定功率的电能,若将输送电压提高到原来的10倍,其他不变,则输电线电能损失为( )A.减为原来的
8、B.增为原来的10倍C.减为原来的D.增为原来的100倍【解析】选C。输电线输送功率为P=UI功率损耗为ΔP=I2r联立解得ΔP=()2r现在电压增加为原来的10倍,其他不变,故输电线上损失的电功率变为原来的。故选C。3.(多选)(2020·某某高二检测)高压输电是减小输电电能损耗和电压损失的有效途径,中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.
