電能的輸送 課件【知識精講+備課精研+高效課堂】 人教版(2019)高中物理選擇性必修二

橫縣百合完全中學：韋衍虎182761435373.4電能的輸送問題導入

我國很多發(fā)電廠建在能源聚集的西部地區(qū)，而用電量大的城市多在東部沿海地區(qū)。從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠距離輸電中，如何減少電能的損耗?一、輸送電能①可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電②保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量（電壓和頻率穩(wěn)定）③經(jīng)濟：輸電線路建造和運行的成本低，電能損耗小便于遠距離輸送1.電能的優(yōu)點：2.輸送電能的基本要求：二、降低輸電損耗的兩個途徑U用rUI發(fā)電廠~用戶串聯(lián)分壓：1.功率和電壓損失U損U=U損+U用U損=Ir電壓損失：PP損P用能量守恒：P=P損+P用功率損失：P損=I2r注意：每根導線的電阻為r，則：U損=2Ir，P損=2I2r。2.降低輸電損耗的兩個途徑P損＝I2r途徑一：減少輸電線的電阻rU用rUI發(fā)電廠~用戶U損PP損P用途徑二：減少輸電線的電流I①減小材料的電阻率ρ：用銅或鋁②減小輸電線的長度L：③可適當增大導線橫截面積S：途徑一：減少輸電線的電阻r不可行有一定限度思考與討論途徑二：減少輸電線的電流I假定輸電線路中的電流是I，用戶端的電壓是U，兩條導線的總電阻是r。在圖中導線的電阻集中畫為一個電阻r。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一半，線路上損失的功率減為原來的幾分之一?在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半線路上損失的功率減為原來的幾分之一?3.通過第2步的兩項計算，你認為哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更為有效?4.怎樣計算用戶消耗的功率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？1.P損=I2r2.電阻減半：3.減少電流對降低損耗更有效電流減半：思考與討論4.P=P損+P用P用=P-P損P用=UI-I2r5.要想在用戶得到的功率不變的前提下降低電流I，那就要提高輸送電壓U。3.高壓輸電P用=UI-I2rP損=I2rP=UI，P損變?yōu)?/n2。U提高n倍，I降低為1/n，p不變高壓，可以擊穿塑料10千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏三、電網(wǎng)供電發(fā)電機和變壓器∶決定電壓用戶∶決定功率和電流缺陷：產(chǎn)能浪費1.一對一供電2.電網(wǎng)供電優(yōu)點：合理調(diào)度電力，減少斷電風險我國的電網(wǎng)：國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。四、輸電線路中的參量關(guān)系1.電壓關(guān)系①升壓變壓器：

②降壓變壓器：③傳輸過程：

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器U2=U損+U32.電流關(guān)系③傳輸過程：②降壓變壓器：①升壓變壓器：

I2=Ir=I3

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器

~U1U2U3U4I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器3.功率關(guān)系：①升壓變壓器：

P1=P2②降壓變壓器：P3=P4③傳輸過程：P2=P損+P3課堂練習

某個小水電站發(fā)電機的輸出功率為100kW，發(fā)電機的電壓為250V。通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸電線上損失的功率控制在5kW(即用戶得到的功率為95kW)。請你設(shè)計兩個變壓器的匝數(shù)比。為此，請你計算:(1)降壓變壓器輸出的電流是多少?輸電線上通過的電流是多少?(2)輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?(3)兩個變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少?解：如圖所示：升壓變壓器，輸入功率等于輸出（送）功率：P1=P2=100KW。已知U1=250V，U4=220V，P損=5KW，P4=P用=95KW，r=8Ω。（1）降壓變壓器的輸出電流（即為用戶得到的電流）：輸電線的電流：（2）輸電線上損失的電壓：U損=I2r=25×8=200V升壓變壓器的輸出電壓：（3）升壓變壓器的匝數(shù)比：降壓變壓器的輸入電壓：U3=U2-U損=4000-200=3800V升壓變壓器的匝數(shù)比：解題方法思路①畫出供電圖②以變壓器鐵心為界線分出各個回路,各回路可獨立運用歐姆定律分析。③各回路間通過線圈匝數(shù)比與電壓比和電流比的關(guān)系，總功率不變等聯(lián)系求解。課堂小結(jié)1.輸送電能的要求：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟2.功率和電壓損失：U損=Ir，P損=I2r①減少輸電線的電阻r②減少輸電線的