粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四节 远距离输电教课内容课件ppt

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知识点一　远距离输电中的电功率和电压损耗1.输电的基本要求：既能安全、保质又能减少电能损失，降低输电系统成本.2.电压损耗：由于输电线有电阻，由欧姆定律知，电流流经导线后，在导线两端会有电压损耗ΔU＝Ir，I为输电线上的电流，r为输电线电阻.3.电功率损耗：因输电线有电阻、电流通过时因发热而损失电能、输电线上损失的功率为ΔP＝I2r.
知识点二　高压交流输电1.降低输电损耗的两个途径.（1）减小输电线的电阻：在输电线长度一定的情况下，选用电阻率小、横截面积大的导线，能减小电阻.（2）减小输电导线中的电流：在保证输送功率不变的前提下，提高输电电压才能减小输电电流.2.远距离输电过程：在发电站区域通过变压器升压；然后进行远距离输电，在用电区域用变压器降压.3.高压交流输电示意图.
知识点三　直流输电1.优点：不存在感抗、容抗引起的电能损失，线路损耗小.2.输电过程：在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流变为直流，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流设备再将直流变为交流经变压器降压送给用户.
小试身手1.（多选）远距离输送一定功率的交变电流，为了减少线路上损失的功率，可以采取的措施有（　　）A.提高输送电压　　　　B.降低输送电压C.增加输电线的电阻 D.减小输电线的电阻
解析：变压器不会改变交变电流的频率，选项A正确.由于输电线上有电压的损失，虽然变压比为1∶100和100∶1，所以用户得到的交流电压有效值小于250 V，选项B错误.发电站发出的电压是定值，升压变压器的输出电压也是定值，与负载无关，选项C正确.输送过程中电能的损耗主要来自输电线，选项D错误.
探究一　降低输电损耗的两条途径如图所示为输电线简易图.
【典例1】　三峡水电站某机组输出的电功率为50万千瓦.（1）若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？（2）在（1）情况下，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它与输出功率的比值是多少？（3）若将输出电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它与输出功率的比值是多少？
1.在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是（　　）A.使输电线粗一些 B.减小输电线长度C.减少通电时间D.采用高压输电
解析：从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失需减小电阻、减小输电电流，而减小电阻已达到目前技术的极限了.因此，应当采用高压输电以减小输电电流，D正确.
探究二　远距离高压交流输电解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律.1.画图，理清三个回路（如图所示）.
4.高压输电过程的几个电压的区别.（1）输送电压：输电线始端电压，如图中的U2.（2）用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4.（3）损失电压：ΔU＝U2－U3＝I2R线.
【典例2】　发电机两端的电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.（1）画出全过程的线路示意图；（2）求用户得到的电压和功率；（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率.
解析：（1）线路示意图如图所示.
远距离输电问题的四个关键（1）画出一个模型——远距离输电模型图.（2）抓住输电的两端——电源和用电器.（3）分析两条导线——输电导线.（4）研究两次电压变换——升压和降压.
5.如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）
6.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，发电机输出的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4 800 kW·h.（1）求输电线上的电流I、输电线的总电阻r和输电线上损失的电压U损.（2）若想把损失功率控制为输送功率的1.6%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？输电线上损失的电压是多少？