物理：《電能輸送》

1、第五章第五章交變電流交變電流第五節(jié)電能輸送教教 學學 目目 標標 1知道降低輸電損耗的兩個途徑。2知道“便于遠距離輸送”是電能的優(yōu)點，知道輸電過程。3了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義。 1.發(fā)電機輸出電壓220V ，輸出功率44kW， 每條輸電線電阻0.2，求：（1）線路損失的電壓和電功率各是多少？（2）發(fā)電機輸出電壓如是2200V,線路損失的電壓和電功率又各是多少？用電器8V, 0.16KW80V, 16KW用電器一、輸電線上的功率損失 設輸電電流為I，輸電線電阻為R，則輸電線上的功率損失為： RIP2二減少輸電線上功率損失的方法 （1）減小輸電線的電阻R 減小輸電線長度L：由于輸電距離一定，所以在

2、實際中不可能用減小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線材料增大導線的橫截面積S，這要多消耗金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設帶來很大的困難減小輸送功率減小輸送功率P ： 由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失少輸電線上的功率損失提高輸電電壓提高輸電電壓U ：在輸送功率在輸送功率P P 一定，輸電線電阻一定，輸電線電阻R R一定的條件下，輸電一定的條件下，輸電電壓提高到原來的電壓提高到原來的n n倍，輸電

3、線上的功率損失降為原來倍，輸電線上的功率損失降為原來的的1/n1/n2 2倍倍采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟的措施 （2）減小輸電電流 I 三峽水電站三峽水電站用戶用戶發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電降壓變壓器用戶 輸送電能的基本要求應當是輸送電能的基本要求應當是： 可靠、保質(zhì) 、經(jīng)濟 目前我國遠距離送電采用的電壓有目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV 和和330kV, 在少數(shù)地區(qū)已開始采用在少數(shù)地區(qū)已開始采用500kV的超高壓送電。的超高壓送電。 目前世界上正在試驗的最高輸電電壓是目前世界上正在試驗的最高輸電電壓是1150kV。 大型發(fā)電機發(fā)出的電壓，等級有大型發(fā)

4、電機發(fā)出的電壓，等級有 10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。 12 三、遠距離輸電簡化電路圖三、遠距離輸電簡化電路圖發(fā)電廠發(fā)電廠升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器用戶用戶 2.發(fā)電機輸出電壓220V ，輸出功率44kW， 每條輸電線電阻0.2，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路，后經(jīng)10：1的降壓變壓器降壓后供給用戶， 則用戶得到的電壓和電功率各是多少？140V, 28KW219.2V, 43.84KW 用電器用電器3、小型水利發(fā)電站的發(fā)電機輸出功率為24.5 kW，輸出電壓為350 V，輸電線總電

5、阻為4 ，為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機輸出功率的5%，需在發(fā)電機處設升壓變壓器，用戶所需電壓為220 V，所以在用戶處需安裝降壓變壓器輸電電路圖如圖所示，求：(1)輸電線上的電流(2)升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比35/2AU2=1400vn1/n2=1/4U3=1330vn3/n4=133/22四.變壓器原副匝數(shù)比的設計1.升壓變壓器1.根據(jù)線路損失計算線電流2.用輸出功率除以線電流計算電壓3.利用電壓比與匝數(shù)比關系求解2.降壓變壓器1.根據(jù)線電流和線路電阻計算損失電壓2.用升壓變壓器輸出電壓減去線路損失電壓計算降壓變壓器的原線圈電壓3.利用電壓比與匝

6、數(shù)比關系求解方法一方法二1.根據(jù)線路損失計算線電流2.用升壓變壓器輸出功率除以電壓計算原線圈中線電流3.用戶用電功率除以電壓計算降壓變壓器的副線圈電流4.利用電流比與匝數(shù)比關系求解 4.有一臺內(nèi)阻為1的發(fā)電機，供給一所學校照明電路，升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線總阻為R=4，全校共22個班，每班有“220V,40w”的燈6盞，若要保證全部電燈正常發(fā)光，討論：1）輸電線上損失功率是多少？2）發(fā)電機的輸出功率多大？3）發(fā)電機的電動勢多大4）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，發(fā)電機的輸出功率是否減半？144w5424w500v五.電網(wǎng)供電小結：輸電導線上功率損失PI2R ，電

7、壓損失UIR.提高輸電電壓是減小功率損失和電壓損失的有效途徑電網(wǎng)輸電：可靠、保質(zhì)可靠、保質(zhì) 、經(jīng)濟、經(jīng)濟1、遠距離輸送交流電都采用高電壓輸電，我國正在研究比330kV高得多的電壓進行輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點是( )A可節(jié)省輸電線的銅材料B可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C可減小輸電線上能量損失D可加快輸電的速度AC2.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導線的總電阻為R，通過輸電導線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項表示輸電導線上損耗的功率的是( )A. U12/R B.(U1-U2)2/RCI2R DI(U1U2) BCD3（2009年海南物理）一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻R=1k。到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡（220V、60W）。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%,變壓器T1和T2的耗