魯科版-選修3-2-第4章 遠(yuǎn)距離輸電-第3節(jié) 電能的遠(yuǎn)距離傳輸(全國一等獎(jiǎng))_第1頁
魯科版-選修3-2-第4章 遠(yuǎn)距離輸電-第3節(jié) 電能的遠(yuǎn)距離傳輸(全國一等獎(jiǎng))_第2頁
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第五節(jié)電能的輸送名師導(dǎo)航知識(shí)梳理1.為了減少輸電導(dǎo)線上的功率損失,應(yīng):(1)減小輸電線的___________,(2)減小輸電線中的__________.2.要減少輸電線路上的電壓損失,由公式U損=IR線知,必須減小電阻或減小電流.(1)要減小電阻,從R=看,在距離不改變的情況下,可以增大導(dǎo)線的__________,這與節(jié)約相悖,當(dāng)然給鋪設(shè)線路帶來困難,還可選用__________較小的導(dǎo)體.(2)從公式P=IU來看,在保證功率不改變的情況下,要減小輸送電流就必須提高_(dá)_________.3.減少輸電導(dǎo)線上電能的損耗P耗=I2R線具體的方法有:(1)減小輸電導(dǎo)線的__________,如采用電阻率相同的材料,加大導(dǎo)線的__________(由R=ρl/S).(2)提高_(dá)_________,減小輸電電流,前一種方法的作用十分有限,一般采用后一種方法.疑難突破怎樣理解電能輸送的原理和方法?電能的輸送原理和方法是實(shí)際輸電的基礎(chǔ),也是變壓器在實(shí)際生活中的應(yīng)用,因此是本節(jié)的重點(diǎn).輸電線上有不可避免的電能損失,由P損=I2R線可知,為減少損失的功率必需減小R線或電流I,由電阻定律R=ρ可知,改變導(dǎo)線電阻已基本上達(dá)到現(xiàn)有水平的極限,因此我們必須采用減小電流I的方法.當(dāng)輸送的電功率一定時(shí),I=,減小I必須增大電壓U,即采用高壓送電,遠(yuǎn)距離輸電可用以下的圖景表示(如圖5-5-2所示).圖5-5-2輸電線路中電壓、電流及電損的計(jì)算,由于在遠(yuǎn)距離輸電中需要涉及到兩個(gè)變壓器的問題,所以在計(jì)算U1、U2、U3、U4及I1、I2、I3關(guān)系中經(jīng)常出現(xiàn)難點(diǎn),突破方法是弄清楚原理,找準(zhǔn)關(guān)系,從而得出正確的結(jié)果.例如可先畫出如圖5-5-3所示的簡(jiǎn)單遠(yuǎn)距離輸電示意圖,然后再找出各物理量間的關(guān)系.圖5-5-3圖中各物理量的關(guān)系可表示為:P1=P2,P2=P3+P損,P3=P4;,,U2=U3+U損=U3+I2R線,,,I2=I3;P損=I22R線=()2R線.問題探究問題1:為什么說高壓輸電能減少線路中的功率損失?探究:線路中的電阻是要消耗電能的,電阻越大,流過的電流越大,線路中損耗就越多,根據(jù)功率公式P損=I2R可知,減少線路上的功率損失的方法有兩個(gè)途徑:第一,減小輸電導(dǎo)線上的電阻R,據(jù)電阻定律R=ρ知,在實(shí)際輸電線路中,輸電導(dǎo)線的長度不能減小,可以用電阻率ρ小的材料,像用銅和鋁等,金、銀屬貴重金屬,作輸電導(dǎo)線就不現(xiàn)實(shí)了,但在大規(guī)模集成電路里是要用這種金屬導(dǎo)體的.也可以增大導(dǎo)體的橫截面積,這又給電路的鋪設(shè)帶來了困難,同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量的金屬材料.第二,減小輸電電流I,根據(jù)公式I=知,要減小電流,減小輸送功率是錯(cuò)誤的選擇,你的目的就是輸送電能,再就是在提高電壓上做文章.在輸送功率一定、輸電線電阻一定的條件下,輸電電壓提高到原來的n倍,根據(jù)公式P損=()2R可以推算,輸電線上的功率損失將降為原來的.探究結(jié)論:采用高電壓輸電是減小輸電線上功率損耗最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施.問題2:探究減少輸電線上的電壓損失的方法.探究:輸電導(dǎo)線上有電阻,電流通過輸電導(dǎo)線時(shí),會(huì)在導(dǎo)線上產(chǎn)生電勢(shì)降落,致使輸電線路的末端電壓降低,所以輸電線路中的電壓損失越小越好.根據(jù)公式U損=IR知,減小電壓損失的方法有兩條路徑:第一,減小輸電導(dǎo)線的電阻,根據(jù)在功率損失問題中的討論,在距離、材料一定的情況下,只能靠加大橫截面積來減小電阻了,這個(gè)思路除了上述問題外,還有就是在交變線路中,加粗導(dǎo)線

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