高中物理 35《高壓輸電》新人教選修11

1、2021/8/11 星期三13.5高壓輸電2021/8/11 星期三2教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力：了解為什么用高壓輸電。知道減少遠(yuǎn)距輸送電能損失的主要途徑。了解電網(wǎng)在能源利用上的作用，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)生活的深遠(yuǎn)影響。教學(xué)儀器：遠(yuǎn)距離輸電模型2021/8/11 星期三3為了合理利用能源,發(fā)電站要建在靠近這些能源地方火力發(fā)電站風(fēng)力發(fā)電站水利發(fā)電站2021/8/11 星期三4大亞灣核電站秦山核電站三峽水電站新疆風(fēng)力發(fā)電2021/8/11 星期三5而用電的地方卻分布很廣:2021/8/11 星期三6一、遠(yuǎn)距離輸電1、面臨的問(wèn)題電流流過(guò)輸電導(dǎo)線時(shí)，由于電流 的熱效應(yīng)，必然有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱而損 失掉。2、

2、發(fā)熱損失電能的計(jì)算：P損=I2R3、減小輸電線上電能損失的辦法：由熱功率計(jì)算公式可看出（1）減小輸電線的電阻（2）減小輸送的電流2021/8/11 星期三7缺陷分析如何減小輸電線上的功率損失二.降低導(dǎo)線的電阻*選用導(dǎo)電性能好的材料作導(dǎo)線。（一般用鋁或銅）*增大導(dǎo)線的橫截面-多種困難R=LSP=I2R*縮短距離-不可能*實(shí)際是多股絞線擰成的，中心是鋼線，它的機(jī)械強(qiáng)度大，不易拉斷；鋼線周?chē)卿X線，不僅導(dǎo)電性能好，而且密度小，使輸電線不致太重2021/8/11 星期三8為什么一定要提高輸電電壓？解：1、當(dāng)U=5KV時(shí)，由P=UI 得I=P/U=1000103/5000=200A 當(dāng)U=50KV時(shí)，由

3、P=UI 得I=P/U=1000103/5000=20A2、當(dāng)U=5KV時(shí)，由P=I2R 得 P=（200）210=400KW 當(dāng)U=50KV時(shí)，由P=UI 得 P=（20）210=4KW三.降低輸電電流 理論上，功率一定，又P輸=UI，要I小，必U高就是提高輸電電壓2021/8/11 星期三9思考：若輸電電壓提高100倍，則輸送過(guò)程中損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？思考：是不是輸電電壓越高越好？為什么？不是。電壓過(guò)高，會(huì)增加絕緣有困難，因而架線的費(fèi)用增加，輸電線路還容易向大氣放電，增加電能的損失。要綜合考慮，選擇合適的輸電電壓。*我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電采用110KV、220KV、330KV的電壓，少數(shù)線

4、路已經(jīng)采用550KV*說(shuō)明：一般大型發(fā)電機(jī)組發(fā)電電壓是10KV左右，要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后經(jīng)高壓架空線送出。到了用電區(qū)，又要遂級(jí)把電壓降下來(lái)。1/10022021/8/11 星期三10U1U2U3 U4發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線路降壓變壓器 用電單位 輸送距離送電電壓送電方式100KW以下幾百米以內(nèi)220V低壓送電幾千千瓦幾萬(wàn)千瓦幾十千米上百千米35kv或者110kv高壓送電10萬(wàn)千瓦以上幾百千米以上220kv或更高超高壓送電輸送功率實(shí)際采用幾種輸電方式輸電示意圖2021/8/11 星期三11輸電過(guò)程示意圖2021/8/11 星期三122021/8/11 星期

5、三132021/8/11 星期三14四.電網(wǎng)供電1、將多個(gè)電廠發(fā)的電通過(guò)輸電線、電站連接起來(lái)， 形成全國(guó)性或地區(qū)性輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)。2、現(xiàn)在，有的還與外國(guó)聯(lián)網(wǎng)，形成國(guó)際化的電網(wǎng)3、優(yōu)點(diǎn)：（1）減少發(fā)電設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，降低運(yùn)輸成本（2）可保證發(fā)電和供電的安全可靠，方便調(diào)整供需 平衡使電力供應(yīng)更加可靠、質(zhì)量更高。2021/8/11 星期三15一、輸電導(dǎo)線發(fā)熱損失電能的計(jì)算：P損=I2R二、減少輸電導(dǎo)線發(fā)熱損失電能的方法：減小輸電線的R和I三、減小輸電線的電阻的方法：1、選用電阻率小的金屬作導(dǎo)線材料2、增大導(dǎo)線的橫截面3、綜合：多股絞線鋼芯鋁線四、減小輸電線的電流方法提高輸電電壓，P輸=UI五、

6、高壓輸電全過(guò)程；示意圖和有關(guān)計(jì)算六、電網(wǎng)供電：網(wǎng)絡(luò)化，國(guó)際化。經(jīng)濟(jì)、可靠、質(zhì)量高小結(jié)2021/8/11 星期三16課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)： P66 問(wèn)題與練習(xí) 1-4課外作業(yè)： P66 問(wèn)題與練習(xí) 補(bǔ)充：例12021/8/11 星期三17課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)： P66 問(wèn)題與練習(xí) 1-4課外作業(yè)： P66 問(wèn)題與練習(xí) 補(bǔ)充：例12021/8/11 星期三18例1、某交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出的電功率為4400W，發(fā)電機(jī)到用戶的輸電線的電阻為4，求（1）輸電導(dǎo)線中的電流是多少A ？（2）輸電導(dǎo)線中損失的電壓和電功率各是多少？（3）用戶得到的電壓和電功率各是多 少？（4）如果有

7、變壓比為1：10的升壓變壓器升壓后向用戶輸電，用戶處再用變壓比為10：1的降壓變壓器降壓后使用，那么用戶得到的實(shí)際電壓和電功率又是多少？2021/8/11 星期三19例2、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5105w，輸出電壓為U=1000V，假如輸電線的總電阻R=10，在輸電線上損失的電動(dòng)率等于輸電功率的5，用戶使用電壓U=380V，求：（1）畫(huà)出輸電線的示意圖（2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？2021/8/11 星期三201、某交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出的電功率為4400W，發(fā)電機(jī)到用戶的輸電線的電阻為10，求如果用匝數(shù)比為1：10的升壓變壓器升壓后用戶處再用匝數(shù)比為10：1的降壓變壓器降壓后使用，那么用戶得到的實(shí)際電壓和電功率又是多少？課堂練習(xí)2021/8/11 星期三212發(fā)電廠電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學(xué)校的