滬科版物理初三電能的輸送

1、輸送電能的基本要求：輸送電能的基本要求： 可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì) 可靠：是指保證供電線路可靠地工作 , 少有故障和停電 保質(zhì)：是指保證電能的質(zhì)量,即電壓和 頻率穩(wěn)定 經(jīng)濟(jì)：是指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi) 用低,電能損耗小 輸送電能的基本要求是：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì); （一）輸電線的功率損失： 1、任何輸電線都有電阻，存在功率損失。 S L U P P? 2 )( 2、減少功率損失的方法： （1）減少輸電線的 R： 減小輸電線長度L; 由于輸電距離一定，所以在實(shí)際中不可能 用減小輸電線長度L來減小R。 減小電阻率; 目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線材料。 增大導(dǎo)線的橫截面積S; 這要多耗費(fèi)金屬材料，增加成本

2、；同時輸電 線太重也會給架設(shè)工作帶來很大的困難。 （2）減小輸電電流： U P I ? 減小輸送功率P; 在實(shí)際中不能以用戶少用或不用電來達(dá)到減少 損耗的目的。 提高輸電電壓U; 在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下， 輸電電壓提高到原來的n倍，輸電線上的功率 損失降為原來的1/n 2倍。 采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失 最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。 （二）輸電線的電壓損失： 1、電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末端 電壓U的差值，稱為輸電線路上的電壓 損失， ； U UU? 2、造成電壓損失的因素： （1）輸電線電阻造成電壓損失U=IR。 （2）輸電線的感抗和容抗造成的電壓損失。 3、減少

3、輸電線上電壓損失的方法： （1）用增大輸電導(dǎo)線的截面積來減小電阻; （2）減小輸電電流I：在輸送電功率不變的 情況下，提高輸電電壓是有效的措施。 （三）電網(wǎng)供電： 通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠 和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū) 性的輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)。 我國遠(yuǎn)距離高壓輸電的原理如下圖所示： 線 R 損 P 損 U 設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則功率損失為： P=I 2R; 用戶得到的功率為P用=P-P 電壓損失為U=I 2R，則U3=U2-U 例1、 在電能輸送過程中，若輸送電功率一定， 則在輸電線上的功率損失（ ） A、隨輸電線電阻的增大而增大 B、與輸送電壓的平方成正比 C、與輸

4、電線上電壓損失的平方成正比 D、與輸電電流的平方成正比 ACD 例2、 發(fā)電機(jī)輸出功率40kW，輸出電壓400V， 用變壓比（原、副線圈匝數(shù)比）為1：5的 變壓器升壓后向遠(yuǎn)處供電，輸電線的總電阻 為5，到達(dá)用戶后再用變壓器降為220V， 求： （1）輸電線上損失的電功率是多少？ （2）降壓變壓器的變壓比是多少？ 例3、 一臺交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V，輸出 功率為100kW，向遠(yuǎn)處輸電所用輸出線的 總電阻為8，要使輸電線上的功率損失 不超過輸送功率的5%，用戶正好得到220V 的電壓，則供電處的升壓變壓器和用戶的 降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？ 小結(jié)： 這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了： （1）輸

5、電導(dǎo)線上功率損失: 電壓損失: （2）提高輸電電壓是減小功率損失和 電壓損失的有效途徑。 R U P RIP 22 )(? IR U ? ? 電站站址 用戶(負(fù)載) 遠(yuǎn)距離 能源豐富 有利開發(fā) 能源缺乏 用電量大 1、為什么輸電線上有電能損失 ? 由于輸電線長，電阻大，當(dāng)電流由于輸電線長，電阻大，當(dāng)電流 通過輸電線時，產(chǎn)生 熱量Q，損失一 部分電能，同時損失一部分電壓 . 一、輸電線上的功率損失 (1)減小導(dǎo)線電阻 2、如何減少電能損失? RIP 2 ? 損 (2)減小輸電線中的電流 S L R? 由電阻定律知 (1)減小導(dǎo)線電阻 減小材料的電阻率.銀的電阻率最小,但 價格昂貴,目前選用電阻率

6、較小的銅或鋁作 輸電線。 減小輸電線的長度L不可行,因?yàn)橐ＷC 輸電距離。 可適當(dāng)增大橫截面積.太粗不可能,既不 經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難。 方 法 (2)減小輸電線中的電流減小輸電線中的電流 思考與討論 1.怎樣計算輸電線路損失的功率? 2.在輸電電流一定的情況下 ,如果線路的 電阻減為原來的1/100,線路上損失的功率 減為原來的1/? 在線路電阻一定的情況下, 如果輸電電流減為原來的 1/100,線路上損 失的功率減為原來的1/? RIP 2 ? 損 3.哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更 為有效? 4.怎樣計算用戶得到的功率P? 5.在保證用戶的電功率的前提下,怎樣才 能減小輸電電流? 輸送輸送輸

7、送 IUP? 損 輸送 用戶 P P P ? ? 練習(xí)：練習(xí)： 輸送10kw的電功率，采用的電功率，采用400V的 電壓輸電，輸電線的總電阻為10，求 (1)輸電線中的電流?輸電線中損失的電壓? 用戶得到的電壓? (1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W (2)輸電線損失的功率?用戶得到的功率? (3)如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失 的功率?用戶得到的功率? (3) 62.5W 9937.5W 提高輸電電壓, 是減少電能損失的最有效的辦法 U1 U2 U3 U4 發(fā) 電 機(jī) 升壓變壓器 高壓輸電線路 降壓變壓器 用 電 器 交流高壓輸電基本環(huán)節(jié)示意圖交流高壓輸電基

8、本環(huán)節(jié)示意圖 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 線 r I 1 I 3 I4 n 1 n2 n3 n 4 P 1 P 2 P3 P 4 升壓變壓器 降壓變壓器 二、遠(yuǎn)距離輸電原理圖 功率關(guān)系： P 1=P2，P3=P4，P2=Pr +P 3 電壓關(guān)系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 線 r I 1 I3 I4 n 1 n2 n3 n 4 P1 P2 P 3 P 4 升壓變壓器 降壓變壓器 3 2 4 3 4 3 2 1 2 1 , , U U U n n U U n n U U r + ? ? ? 32 3 4 4 3 1 2 2 1 ,III n n I I n n I I r ? 電流關(guān)系： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 線 r I 1 I 3 I 4 n 1 n2 n3 n4 P 1 P2 P 3 P 4 升壓變壓器 降壓變壓器 遠(yuǎn)距離輸