《2017-2018学年高中物理 第三章 电磁感应 3.5 高压输电课件 新人教版选修1-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第三章 电磁感应 3.5 高压输电课件 新人教版选修1-1（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、五、高压输电,读一读,辨一辨,一、远距离输电的电能损失 阅读教材第63页第五节第13自然段。了解电能损失的原因及有效减小输电线电能损失的方法。 1.远距离输电时,输电线上为什么会产生电能的损失? 答案:用户距离发电厂较远,导线的电阻不能忽略,当导线上有电流流过时,导线会发热,从而引起电能的损失。因此输电线上损失的电能主要是由电流的热效应引起的。 2.影响电能损失的因素有哪些? 答案:输电线的电阻越大,输电线上通过的电流越大,在输电线上产生的热量就越多,损失的电能越多。 3.减少电能损失的途径有哪些? 答案:(1)减小输电线的电阻;(2)减小输送的电流。,读一读,辨一辨,二、降低导线的电阻 阅读
2、教材第63页“降低导线电阻”部分,了解影响导线电阻的因素。 1.影响导线电阻的因素有哪些? 答案:导线的长度、组成导线的材料和导线的粗细。 2.降低导线电阻的措施有哪些?它有什么局限性? 答案:措施:在导线长度一定的情况下,选用导电性能好的材料做导线,同时把导线做得粗一些。 局限性:(1)导电性能较好的金属一般比较贵重; (2)导线太粗不仅增加材料消耗,还会给架线增大困难。,读一读,辨一辨,三、降低输电电流 阅读教材第6364页“降低输电电流”部分,知道为什么要用小电流输电及如何减小输电电流。 1.降低输电电流的方法 在输送一定功率的电能时,要减小输送的电流,就必须提高送电的电压。 2.高压输
3、电的效果 由P=UI和P热=I2R可知,在P不变的情况下,电压提高一倍,热损失功率将会减少为原来的 。,读一读,辨一辨,四、电网供电 阅读教材第64页“电网供电”部分,知道什么是电网,采用电网供电的优点。 1.什么是电网? 答案:将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来,形成全国性或地区性的输电网络,叫作电网。 2.采用电网供电的优点有哪些? 答案:(1)节约成本,提高效益;(2)合理地调度电力;(3)使电力供应更加可靠。,读一读,辨一辨,1.思考辨析。 (1)输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。() 解析:输送电能要求减少断电的风险,保障供电的质量,使电力供应更加可靠。 答案: (2)若
4、输电电压为U,则可用P= 来计算输电线损耗的功率。 () 解析:输电电压不是输电线上损耗的电压,输电电压U=U损+U用户。故P可用P= 计算。 答案: (3)降低输电损耗的唯一途径是减小输电线的电阻。 () 解析:降低输电损耗有减小输电线电阻和输电电流两种途径。 答案:,读一读,辨一辨,2.探究讨论。 (1)电能的应用越来越广泛,如电视机,电冰箱,洗衣机等都需要电能才能工作。电能的应用具有哪些优点呢? 答案:使用方便;便于输送。 (2)在电能的输送中,若U为输电电压,r为输电线电阻,则输电线中电流为I= ,对不对?为什么? 答案:不对,因为U是输电电压,而不是输电线上损失的电压U,这是两个不同
5、的概念。输电线中的电流应为I= 。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究一 输电线上的电压损失和功率损失 我们日常生活中的照明用电是220 V,如果不采用高压输电,我们就用220 V的电压输电,如果输电线的电阻为1 ,输电总功率为10 kW,试计算在输电线上损失的功率,你发现了什么问题? 要点提示若用220 V的电压输电,由P=UI知输电线上电流,所以损失功率P损=I2R=(45.45)21 W=2 065.702 5 W2.07 kW10 kW,这说明采用低压输电消耗太大,甚至会全部损耗在输送过程中。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,1.什么是输电线上的电压损失
6、输电线路始端电压U跟末端电压U的差值,称为输电线路上的电压损失,U=U-U,如图所示。可简单理解为“输送电压”等于用户“得到的电压”与输电线上“损失的电压”之和。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,2.输电线路的功率损失应如何计算 输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P=P-P(P为输送功率,P为用户所得功率)。除了利用P=P-P计算输电线路上的功率损耗外,还可用下列方法计算:,I为输电线路上的电流,R为线路电阻,P为输送功率,U为输送电压。,(3)P=UI,U为输电线路上损失的电压,I为线路上的电流。,问题导引,名师精讲,典例剖析,
7、探究一,探究二,【例题1】 某水电站,用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3106 kW。现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是() A.输电线上输送的电流大小为2.0105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kW D.输电线上损失的功率为P= ,U为输电电压,r为输电线的电阻,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,答案:B,归纳总结计算输电线路中功率损失时应注意的问题:,(2)注意电压关系:U输=U损+U用。,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,变式训练1(多选
8、)在电能输送过程中,当发电机输送电功率一定时,关于输电线的功率损失,下列说法中正确的是() A.随输电线电阻的增大而增大 B.与输送电压的二次方成正比 C.与输电线上电压损失的二次方成正比 D.与输电电流的二次方成正比,答案:ACD,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究二 对远距离输电的认识 远距离输电为什么要用高电压?由功率的公式P= ,若要减小P,是不是应降低U,是否与前面讨论的高压输电相矛盾? 要点提示在输送一定功率的电能时,所用电压越高,导线中的电流越小。由焦耳定律可知,输电线上的能量损失跟导体中电流大小的二次方成正比,即采用高压输电可以大大减小电能的损失;不矛盾,公式P
9、= 中的U指的是输电线上损耗的电压,这里的P是指输电线上损耗的功率,而我们说的高压输电的电压是指输电线路两端的总电压,只有提高输电线路两端的总电压,才能减小公式P= 中的U,所以并不矛盾。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,1.输电线上电能损失的原因 远距离输电时,导线上会有电能损失,损失的电能主要是由电流的热效应引起的。损失的功率P=I2R,其中I为输电线中电流,R为输电线电阻。 2.减小输电线上电能损失的途径 (1)减小输电线电阻;(2)减小输电电流。 由能量损失Q=I2Rt,电流减为原来的 ,能量损失减为原来的 。所以减小电流是减小能量损失的有效途径。根据输送功率P=UI,在
10、输送一定的电功率时,输送电压越高,输送电流越小,为减少能量损失,应采用高压输电的方法。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,3.电能的输送过程 输送过程:把发电机送出的交变电流经过升压变压器升压,经过远距离输送,再经过降压变压器送给各用户,原理如图所示。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题2】 (多选)关于输电技术,下列说法正确的是 () A.减小输电导线的电阻可以减小损失的功率 B.提高输送电压从而减小输送电流,可以减小损失的功率 C.提高输送电压可以减小损失的功率,因此可以无限提高输电电压 D.采用电网供电可减小损失的功率 解析:由P损=I2R知,减小R可减小P
11、损,故选项A正确;又由P损=I2R= R知,提高U可减小P损,故选项B正确;虽然提高输电电压可减小功率损失,但电压过高,对绝缘要求也大幅提高,增加架线成本,故电压不宜过高,选项C错误;采用电网供电,只能提高供电质量及可靠性,降低输电成本,并不能减少功率损失,故选项D错误。 答案:AB,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,归纳总结高压输电是减小功率损失的有效途径,但不是唯一途径,实际输送电能时,要综合考虑各种因素,如可靠性、稳定性、经济性等。,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练2导学号66824059照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用
12、电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是因为此时 () A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小 B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小 C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大 D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电压 解析:此时用电器多,负载大,电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U不变,由I= 可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜暗,故C正确。 答案:C,1 2 3 4 5,1.(多选)(电网供电的优点)关于电网供电的优点的说法正确的是() A.可以减少发电设施的重复建设 B.可以保证供电系统的可靠
13、与安全 C.可以保证都用超高压送电 D.可以根据火电、水电、核电的特点,合理调度电力 解析:供电电压的选择需要综合考虑各方面的因素,并不是越高越好,故选项C不正确。 答案:ABD,1 2 3 4 5,2.(多选)(减少输电损失的途径)关于减小远距离输电线上的功率损失,下列说法正确的是() A.应降低输电电压B.应减小输电线电阻 C.应减小输电电流D.应采用高压输电 解析:应采用提高电压减小电流的方法,减小电阻在实际中是不现实的,会增加成本,但在理论上是可以减小输电线上损失的功率的,所以B、C、D项正确。 答案:BCD,1 2 3 4 5,3.(高压输电的理解)远距离输送交变电流都采用高压输电。
14、我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是() A.可提高用户端电压 B.可根据需要调节交变电流的频率 C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度 解析:高压输电不能改变交变电流的频率,主要目的是减少能量损失。 答案:C,1 2 3 4 5,4.(减小电能损失的方法的理解)远距离输电时,为了减少输电线上电能损失,应() A.提高输送电压,增大输送电流 B.提高输送电压,减小输送电流 C.减小输送电压,增大输送电流 D.减小输送电压,减小输送电流 解析:输电线上的损耗功率计算公式为P=I2R= R,所以选B。 答案:B,1 2 3 4 5,5.(输电损失的计算)一个小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 ,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是() A.减少50 WB.减少1 200 W C.减少7.68106 WD.增大7.68106 W,答案:B,
