高中物理第二章交变电流7电能的输送.pptx

7,电能,输送,第二章交变电流,1/32,1.,了解远距离输电线路基本组成,.,2.,掌握远距离输电线上能量损失与哪些原因相关,.,3.,应用理想变压器、电路知识对简单远距离输电线路进行定量计算,.,目标定位,2/32,二、高压输电线路分析与计算,栏目索引,一、电能输送中电能损耗和电压损失,对点检测 自查自纠,3/32,一、电能输送中电能损耗和电压损失,知识梳理,1.,输电线上电压损失,(1),输电线路始端电压,U,跟末端电压,U,差值，称为输电线上电压损失，,U,，如图,1,所表示，电压损失还能够表示为,U,IR,线,_,.,(2),降低输电线上电压损失方法：,减小输电线,.,提升,.,图,1,U,U,电阻,输送电压,答案,4/32,2.,输电线上电能损耗,(1),损失功率计算：,P,，,I,为输电电流，,R,线,为输电线总电阻,.,(2),减小输电线上功率损失方法：,减小输电线电阻,R,线,：由,R,线,得，要减小,R,线,，在,l,保持不变情况下，能够,，增大,S,.,答案,I,2,R,线,减小,减小输电电流,I,：由,P,UI,得，在输送功率一定情况下，提升,_,，即可减小,.,采取,(,填,“,高,”,或,“,低,”,),压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济办法,.,输电电压,输电电流,高,5/32,【,深度思索,】,“,提升电压，减小电流,”,与欧姆定律矛盾吗？,答案,不矛盾,.,欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立定律，而,“,提升电压，减小电流,”,是从输送角度，由,P,UI,，且,P,一定条件下得出结论，二者没有矛盾,.,答案,6/32,典例精析,例,1,中国已投产运行,1 000 kV,特高压输电，是当前世界上电压最高输电工程,.,假设甲、乙两地原来用,500 kV,超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变条件下，现改用,1 000 kV,特高压输电，不考虑其它原因影响,.,则,(,),A.,输电电流变为原来,2,倍,B.,输电线上降落电压将变为原来,2,倍,C.,输电线上降落电压将变为原来,D.,输电线上损耗电功率将变为原来,总结提升,解析答案,7/32,答案,C,总结提升,8/32,总结提升,(,1,),注意区分：,输电电压,U,与输电线上降落电压,U,；,输电功率,P,与输电线上损失功率,P,.,(,2,),抓住不变量：输送电功率不变，由,P,UI,判断出输电电流,I,改变，从而由,U,IR,、,P,I,2,R,判断,U,、,P,改变,.,9/32,例,2,发电厂发电机输出电压为,U,1,，发电厂至学校输电线总电阻为,R,线,，经过输电线电流为,I,，学校输入电压为,U,2,，以下计算输电线功率损耗式子中，正确是,(,),BCD,总结提升,解析答案,返回,10/32,总结提升,返回,11/32,二、高压输电线路分析与计算,知识梳理,1.,输送过程图,(,如图,2,所表示,),：,图,2,(1),功率关系,P,1,P,2,，,P,3,P,4,，,P,2,P,P,3,能量守恒,12/32,13/32,2.,尤其强调,(1),升压变压器副线圈电压不等于降压变压器原线圈电压，输电线上电压损失,U,I,线,R,线,，输电线上功率损耗,P,I R,线,.,(2),输电线电阻计算时，应注意输电线长度为距离两倍,.,14/32,【,深度思索,】,在电能输送过程中，,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？为何？,答案,不对,.,U,为输电电压，而不是加在输电导线上电压，即,U,Ir,，而输电电流可经过,求得,.,答案,15/32,例,3,一台发电机最大输出功率为,4 000 kW,、输出电压为,4 000 V,，经变压器,T,1,升压后向远方输电,.,输电线路总电阻,R,1 k.,到目标地经变压器,T,2,降压，负载为多个正常发光灯泡,(220 V,60 W).,若在输电线路上消耗功率为发电机输出功率,10%,，变压器,T,1,和,T,2,损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则,(,),A.,T,1,原、副线圈电流分别为,10,3,A,和,20 A,B.,T,2,原、副线圈电压分别为,1.8,10,5,V,和,220 V,C.,T,1,和,T,2,变压比分别为,1,50,和,40,1,D.,有,6,10,4,盏灯泡,(220 V,60 W),正常发光,典例精析,解析答案,总结提升,16/32,解析,远距离输电电路如图所表示，在升压变压器原线圈中有,P,U,1,I,1,，故得原线圈中电流为,10,3,A,，在远距离输电线路中由,得,T,1,副线圈中电流为,20 A,，故选项,A,正确；,在远距离输电线路中由,P,U,2,I,2,和,I,线,I,2,得,U,2,2,10,5,V,，由,U,I,线,R,线,，,U,U,2,U,3,可得,T,2,原线圈电压为,1.8,10,5,V,，因为灯泡能正常发光，故,T,2,副线圈电压为,220 V,，故选项,B,正确；,解析答案,总结提升,17/32,由变压器变压特点知变压比与匝数成正比，故可得,T,1,变压比为,1,50,，而,T,2,变压比为,9 000,11,，故选项,C,错误；,正常发光时每盏灯功率为,60 W,，由,90%,P,NP,额,，可得,N,6,10,4,盏，故选项,D,正确,.,答案,ABD,总结提升,18/32,总结提升,远距离输电问题四个关键：,(,1,),画出一个模型,远距离输电模型图,.,(,2,),抓住输电两端,电源和用电器,.,(,3,),分析两条导线,输电导线,.,(,4,),研究两次电压变换,升压和降压,.,19/32,例,4,发电机两端电压为,220 V,，输出功率,44 kW,，输电导线总电阻为,0.2,，假如用原、副线圈匝数比为,1,10,升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为,10,1,降压变压器降压供给用户,.,(1),画出全过程线路示意图；,解析答案,解析,线路示意图如图所表示,.,答案,看法析,20/32,(2),求用户得到电压和功率；,解析答案,21/32,U,损,I,2,R,线,20,0.2 V,4 V.,所以降压变压器原线圈输入电压和电流为,U,3,U,2,U,损,2 200 V,4 V,2 196 V,，,I,3,I,2,20 A.,解析答案,22/32,降压变压器副线圈输出电压和电流为,用户得到功率为,P,4,U,4,I,4,219.6,200 W,4.392,10,4,W.,答案,看法析,23/32,(3),若不经过变压而直接送到用户，求用户得到电压和功率,.,解析答案,返回,解析,若直接用,220 V,低压供电，,线圈示意图如图所表示，,输电线路上电压损失,U,I,R,线,200,0.2 V,40 V.,所以用户得到电压,U,2,U,1,U,220 V,40 V,180 V,，,用户得到功率为,P,U,2,I,180,200 W,3.6,10,4,W.,答案,看法析,24/32,对点检测 自查自纠,1,2,3,4,1,(,输电线上损耗,)500,千伏超高压输电是我国当前正在实施一项重大工程，本省超高压输电工程正在担心建设之中若输送功率为,3 200,万千瓦，原来采取,200,千伏输电，因为输电线有电阻而损失电功率为,P,，则采取,500,千伏超高压输电后，在输电线上损失电功率为,(,设输电线电阻未变,)(,),A,0.4,P,B,0.16,P,C,2.5,P,D,6.25,P,答案,B,解析,依据,P,损,可知：当输电电压由,200 kV,升高到,500 kV,时，其线路损耗由,P,减小到,0.16,P,，选项,B,正确,解析答案,B,25/32,2.(,输电线上损耗,),图,3,为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器,T,原、副线圈匝数分别为,n,1,、,n,2,，在,T,原线圈两端接入一电压,u,U,m,sin,t,交流电源，若输送电功率为,P,，输电线总电阻为,2,r,，不考虑其它原因影响，则输电线上损失电功率为,(,),1,2,3,4,解析答案,图,3,26/32,1,2,3,4,答案,C,27/32,1,2,3,4,3,(,远距离高压输电,)(,多项选择,),如图,4,所表示，某小型发电站发电机输出交流电压为,500 V,，输出电功率为,50 kW,，用电阻为,3,输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率,0.6%,，则发电站要安装一升压变压器，抵达用户再用降压变压器变为,220 V,供用户使用,(,两个变压器均为理想变压器,),，对整个送电过程，以下说法正确是,(,),A,输电线上损失功率为,300 W,B,升压变压器匝数比为,1,100,C,输电线上电流为,10 A,D,降压变压器输入电压为,4 970 V,解析答案,图,4,28/32,1,2,3,4,答案,ACD,29/32,1,2,3,4,4.(,远距离高压输电,),某小型水力发电站发电输出功率为,5,10,4,W,，发电机输出电压为,250 V,，输电线总电阻,R,线,5.,为了使输电线上损失功率为发电机输出功率,4%,，必须采取远距离高压输电方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器,.,设用户所需电压为,220 V,，不计变压器损失,.,求：,(,g,取,10 m/s,2,),(1),输电线上电流；,答案,20 A,解析答案,30/32,1,2,3,4,(2),升、降压变压器原、副线圈匝数比；,解析答案,返回,(3),可供多少盏,“,220 V,40 W,”,白炽灯正常工作？,答案,1 200,盏,31/32,本课结束,32/32,