遠距離輸電電路的分析與計算

1、專題復習：遠距離輸電電路的分析與計算適用學科物理適用年級高二適用區(qū)域人教版課時時長（分鐘）60分鐘知識點1.高壓輸電2.遠距離輸電線路的基本構(gòu)成教學目標一.知識與技能1.了解交變電流從變電站到用戶的輸電過程.2.知道遠距離輸電時輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)，理解高壓輸電的道理.3.知道遠距離輸電線路的基本構(gòu)成，會對簡單的遠距離輸電線路進行定量計算一.過程與方法通過咼壓輸電的計算分析，掌握電能損失和計算二.情感態(tài)度價值觀通過高壓輸電的計算，體驗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的思想教學重點遠距離輸電時輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)教學難點對簡單的遠距離輸電線路進行定量計算教學過程一、復習預習理想變壓器的特點及規(guī)律1

2、理想變壓器的特點2電動勢關(guān)系3電壓關(guān)系4功率關(guān)系5電流關(guān)系理想變壓器的制約關(guān)系和動態(tài)分析1電壓制約2 .電流制約3負載制約4對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況二、知識講解課程引入：電能從發(fā)電廠到遠方用戶的傳輸過程，可用下圖表示，其中r表示輸電線的總電阻,電流.用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出的電能相等嗎？發(fā)電LTI|用戶tUx線tU1)I表示輸電線上的考點/易錯點 1輸電線上的電壓損失和功率損失1.輸電電流P輸電電壓為U,輸電功率為P,則輸電電流I=2.電壓損失 輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U的差值.U=UU4R.3.功率損失遠距離輸電時，輸電線有電阻，電流的熱效應引起功率損失，損失的電功率

3、(1)P=I2R(2)P=IUU2(3)P= 其中I為輸電電流，R為輸電線的電阻，U為輸電線上損失的電壓.特別提醒：(1)輸電電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓U，損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓U=IR.(2)輸送功率是指高壓輸電線始端輸出的電功率，損失功率是輸電線上消耗的功率.考點/易錯點 2 遠距離輸電電路的分析與計算1.解決遠距離輸電問題時，應首先畫出輸電的電路圖.如圖所示.2.分析三個回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應的副線圈是下一個回路的 電源，聯(lián)系各回路的橋梁是變壓器.3.綜合運用下面三方面的知識求解(1)能量守恒P= U1I1= U2I2= P用戶+ AP

4、AP= I2r P用戶=U3I3= U4I4.電路知識：U2=AU+U3AU=I2r.UiI2niU3I4n3變壓器知識：U2Iin2U4I3n4三、例題精析【例題1】在遠距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是( )A.使輸電線粗一些B.減小輸電線長度C.減少通電時間D.采用高壓輸電【答案】D解析】 從造成電能損失的原因分析，要減少電能損失，需要減小電阻、減小輸電電流，減小電阻已 達到目前技術(shù)的極限了，因此，應當采用高壓輸電，減小輸電電流.故選D.【例題2某小型水電站的電能輸送示意圖如下， 發(fā)電機的輸出電壓為220 V,輸電線總電阻為r, 升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n

5、1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4（變壓器均為理想變壓 器）.要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則（）n2n3A. nin4n2n3B. vnin4C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率B、C錯誤；考慮到輸電線上也有電功率的損失，可知D也正確.故選AD.【答案】AD【解析】由于輸電線上的電阻，所以考慮到電壓損失，貝 S 有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的n2n3輸入電壓，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系，可知要讓用電器正常工作，必須有,A正確,B、C錯誤；考慮到輸電線上也有電功率的損失，可知D也正確.故選AD.

6、nin4【例題3】為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應除冰.若 在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P;除冰時，輸電線上的熱耗功率需變 為9P，則除冰時(認為輸電功率和輸電線電阻不變)()A.輸電電流為3IB.輸電電流為9I1C.輸電電壓為3UD.輸電電壓為U3【答案】AD【解析】輸電線上的熱耗功率P線=I2R線，熱耗功率由P變?yōu)?P，則電流I變?yōu)?I，選項A正確.輸1電功率P不變，由P=UI，電流變?yōu)?I，輸電電壓為；U，選項D正確.3【例題4】 輸送4.0 X106W的電能， 若發(fā)電機輸出電壓為2 000 V， 選用變壓器升壓后應用橫截 面積為4.25 cm2的銅導線，把電能送到400 km遠處，線路損耗的功率為5.0 X105W.求：(1)應選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器；若已知銅的電阻率P= 1.7 X10-8Qm，在用戶方使用降壓變壓器，其原線圈兩端的電壓為多大.【答案】(1)1:16(2)2.8 X104V【解析】(1)由P=I2R得1=, R，式中P為線路損耗功率，R為線路總電阻，兩條導線總電阻RL2L4 X105X2S則R=17 X10-8Xk門Q=32Q因為P輸入=P輸出，所以在升壓變壓器副線圈兩端的電壓為P2niUi1U2= = 3.2 X104V故.In2U216設(shè)U2為降壓變壓器原線圈兩端的電壓，則U2