新学年高中物理远距离输电(问题探究式)课件粤教版选修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章 交变电流,学案7 远距离输电,我们的生活离不开电能,思考：什么地方在生产电能呢？,三峡水电站建成后，发电机组总功率为1820万千瓦，年发电量为846.8亿千瓦时，将缓解我市的用电紧张问题。,请设计远距离输电的整体流程图？,若教室所有用电器额定总功率为4.,1、电能主要在哪里损失？,同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。,思考：什么地方在生产电能呢？,（3）增加输电线的横截面积又如何呢？,(3)则输电电流IP/U1200 A.,升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，A错误；,（2）各个电压之间的关系,输电电压35kV或110kV-输电功率100kW以下，,IP/U，U损IR线，U3U2U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小，B错误；,根据U1/U2n1/n2,220V输电，损失的功率为,输电线路损耗的功率为P线I2R16.,太粗不可能，既不经济又架设困难。,远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是(),A可节省输电线的材料,离为几百千米。,三峡水电站向我市供电，怎样将电能输送过来呢？,用输电导线将发电机和用电器连接起来,一、提出问题,发电机,我市用户,输电导线,若教室所有用电器额定总功率为4.4kw，从三峡到我校的输电线上的总电阻为10，发电机功率也为4.4kw，用220v的电压输送，我教室用电器能正常工作吗？,二、创设情境,P,用,=？,U,用,=？,U,发电机,用户,P,输,U,输,R,I,观看视频并思考：为什么要进行农网改造呢？,三、发现问题,用户得到的电功率要远小于输送时的电功率，造成了电资源的浪费，输送端用户用电器不能正常工作。,输电线上有电阻,四、分析问题,1、电能主要在哪里损失？,2、损失的电能如何来定量的表示？,Q=I,2,RT,U,发电机,用户,P,输,U,输,R,I,=U,2,/RT=UIT,热能消耗,焦耳定律,远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是(),A可节省输电线的材料,B可根据需要调节交流电的频率,C可减小输电线上的能量损失,D可加快输电的速度,1,把功率为22KW的电能用总电阻为2的导线输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压输电，导线损失的功率又为多少？,22KV输电，损失的功率为,220V输电，损失的功率为,减小输送电流的,方法,可以通过,提高输电电压,来实现。,总结：,2,五、探究问题的解决方案,目的：减少远距离输电过程中输电导线上的电能的损失？,根据,Q,=,I,2,RT,，我们要减少Q。,方案一：减少时间,T,方案二：减少电阻,R,方案三：减少输电电流,I,：,减少导线电阻，由电阻定律：,（1）减小输电线的长度L可行吗？,减小输电线的长度,L,不可行，因为要保证输电距离。,（2）减小材料的电阻率,。目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。用电阻率更小的银可以吗？,成本太高,（3）增加输电线的横截面积又如何呢？,增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。,如果电流减少了 P,损,=I,2,R,线,，功率损失大大减少,U,损,=IR,线,，电压损失大大减少,方案三：,此方案能大大减少输电线上的电压和电功率的损失，又不造成材料的浪费和架线的困难,六、方案的实施,1发电机输出功率,P,一定，如何减少输电线上的电流？,发电机输出功率,P,一定，要减少电流，根据,I,=,P,/,U,，就要提高输电电压，采用,高压输电,2如何获得高压来输电呢？,3.,输送到用户处时，如何使用电器正常工作呢？,4.请设计远距离输电的整体流程图？,用升压变压器,n,1,n,2,p,1,p,2,P,2,=,P,1,用降压变压器,n,3,n,4,p,3,p,4,用户,远距离输电流程简图,：,P,1,P,2,P,3,P,4,I,1,I,2,I,3,I,4,请同学们试着分析：,（1）各个功率之间的关系,（2）各个电压之间的关系,（3）各个电流之间的关系,是不是输电电压越高越好？,电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。,电网供电,低压输电线路：,输电电压,220V-输电功率100kW以下，距离为几,百米以内。,高压输电线路：,输电电压,35kV或110kV-输电功率100kW以下，,距离为几十千米到上百千米。,超高压输电线路：,输电电压,220kV以上-输电功率10万kW以上，距,离为几百千米。,电网供电,输电过程示意图,电网供电,采用电网供电的优点：,可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。,电网供电,在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(),A升压变压器的输出电压增大,B降压变压器的输出电压增大,C输电线上损耗的功率增大,D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，A错误；,I,P/U，,U,损,IR,线,，,U,3,U,2,U,损,，因,P,变大，,I,变大，所以,U,损,变大，所以降压变压器初级电压,U,3,变小，B错误；,P,损,(P/U),2,R,线,，因,P,变大，所以,P,损,变大，C正确；,3,某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6.,(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率,(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用,n,1,n,2,221的变压器降压，求用户得到的电压,(1)输电线上的电流为,I,P/U52.63 A,输电线路损耗的功率为,P,线,I,2,R,16.62 kW,(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为,I,P/U4 A,用户端在变压器降压前获得的电压,U,1,U,I,R,4 976 V,根据,U,1,/,U,2,n,1,/,n,2,用户得到的电压为,U,2,n,2,U,1,/,n,1,226.18 V,4,1,远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是(),A可节省输电线的材料,B可根据需要调节交流电的频率,C可减小输电线上的能量损失,D可加快输电的速度,3 年2月初低温雨雪冰冻造成我国东部部分地区停电，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(),A输电电流为3IB输电电流为9I,C输电电压为3U D输电电压为U/3,高压线上的热耗功率,P,I,2,R,线,若热耗功率变为9,P,，则9,P,I,2,R,线,由两式得,I,3,I,，A对；,输送功率不变，即,P,UI,U,I,，得,U,U,/3,，所以D对,4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2，如果用初、次级线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户,(1)画出全过程的线路示意图；,(2)求用户得到的电压和功率；,(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率,(1)示意图如图所示,观看视频并思考：为什么要进行农网改造呢？,(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率,增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。,（3）增加输电线的横截面积又如何呢？,(3)则输电电流IP/U1200 A.,2如何获得高压来输电呢？,2、损失的电能如何来定量的表示？,1、电能主要在哪里损失？,A输电电流为3IB输电电流为9I,用输电导线将发电机和用电器连接起来,远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的优点是(),（2）各个电压之间的关系,1发电机输出功率P一定，如何减少输电线上的电流？,距离为几十千米到上百千米。,用电阻率更小的银可以吗？,4.发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的电阻为0.2，如果用初、次级线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户,(1)画出全过程的线路示意图；,(2)求用户得到的电压和功率；,(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率,(3)则输电电流,I,P,/,U,1,200 A.,输电线路上的电压损失,U,I,R,线,40 V.,所以用户得到的电压,U,2,U,1,U,180 V,用户得到的功率为,P,U,2,I,3.6104 W.,处理远距离输电的基本思路,1、,画远距离输电原理图,1,4,2,2,3,U,U,U,U,R,I,F,用,线,r,I,1,I,3,I,4,n,1,n,2,n,3,n,4,P,1,P,2,P,3,P,4,2、原理图中各物理量的关系,（1）功率关系：,P,1,=,P,2,P,3,=,P,4,P,2,=,P,损,+,P,3,（2）电流电压关系：,U,2,=,U,线,+,U,3,I,2,=,I,3,谢谢观看,!,