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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四节 远距离输电精品课件ppt
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四节 远距离输电精品课件ppt，文件包含34远距离输电pptx、34远距离输电docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共24页， 欢迎下载使用。
为了合理利用能源，各种发电厂要科学选址。
为了安全保质，减少损耗
安全可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指电能在输送中损耗小，输电线路建造和运行的费用低。
安全可靠、保质、经济．
在远距离输电中是不是真的一定要服从这几个要求呢？例如经济不服从,会怎样呢？下面我们从历史说起
【思考问题】爱迪生的低压直流输电系统为什么受到传送距离的限制？
1882年，美国发明家爱迪生(1847―1931)在纽约修建了珍珠街电站，为附近用户提供110V的直流电流，这是世界上第一个电能传输系统.然而，随着时间的推移，人们发现，爱迪生的低压直流输电系统受到传输距离的极大限制.
一旦输电距离偏大，将带来很大的电功率损耗和电压损耗.下面通过例题来体会当时低压直流输电中电能的损耗情况。
爱迪生与他的直流发电机
远距离输电中的电功率和电压损耗
【例题】 查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V 的直流电压，最多可满足6000盏16W 的爱迪生灯泡使用。 (1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少? (2)估算直流发电机的输出电压. (3)若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用?
低压直流输电系统在输电线路上存在很高的功率损耗和电压损耗
假定发电厂输送电压为U送，输送功率恒为P，两条导线的总电阻为r(在图中把导线电阻集中画为r)。求：
(1)输送电流多大？(2)输电线上损失的电压U损多大？(3)输电线上损失的功率P损多大？
降低输电损耗的两个途径
方法一：减小输电线的电阻
选用电阻率小的材料作导线
存在浪费材料、架设困难等
【说明】输电线由多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重。
提高输电电压U送，便可减小输电电流I
依照不同情况（距离远近、输送功率大小等）选择合适的输电电压。 目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV 和750 kV 的超高压，西北电网甚至达到1100 kV 的特高压。
方法二：减小输电线中的电流
为了检验输送电压高低对电能输送的影响，采用实验比较法，在低压交流电源上并联两个回路。一个回路只含电阻、灯泡和电流表，电阻模拟远距离输电线路上导线的电阻，灯泡模拟用户使用的效果；另一个回路先通过一个升压变压器提高电压，再通过一个降压变压器降低电压，其余线路与第一个回路相同。实验电路如图所示。
交流高压输电的基本环节：
在远距离输电中，各部分的功率、电压和电流关系
2.优点： (1)交流输电造成电压损失的原因既有阻抗又有感抗和容抗，引起的电能损失很大； (2)直流输电系统在输电环节是直流，发电环节和用电环节是交流，引起的电能损失较小。
例题1 水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，输电线的总电阻为10Ω。求： (1)用2kV电压输电，线路上损失的功率是多大？ (2)用20kV高压输电，线路上损失的功率是多大？
(1)用2kV电压输电，输电线中的电流
(2)用20kV电压输电，输电线中的电流
例题2 如图所示，某小型水电站发电机输出功率为 10kW，发电机输出电压为400V，向远距离用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力(即电功率)。求： (1)升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2； (2)输电线路导线电阻R线； (3)降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。
(1)升压变压器的线圈的匝数比
(3)输电线上损失的电压
降压变压器原、副线圈匝数比
1．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（ ） A．因为热功率 ，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。 B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗。 C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。 D．以上说法均不正确。
2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的电压可表示为( ) A. U1 B. U1－IR C. IR D. U2 3.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过电线的电流为I, 学校输入电压为U2，下面计算输电线功率损失的式子中, 不正确的是( ) A． B． C．I2R D．I(U1-U2)
4.水电站向小山村输电，输送电功率为50kW ，若以1100V送电，则线路损失为10kW，若以3300V输电，则线路损失可降为( ) A. 3.3kW B. 1.1kW C. 30kW D. 11kW 5.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2，则( ) A.用户端的电压为 B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为 D.输电线路上损失的电功率为I1U
为了合理利用能源，各种发电厂要科学选址。
为了安全保质，减少损耗
安全可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指电能在输送中损耗小，输电线路建造和运行的费用低。
安全可靠、保质、经济．
在远距离输电中是不是真的一定要服从这几个要求呢？例如经济不服从,会怎样呢？下面我们从历史说起
【思考问题】爱迪生的低压直流输电系统为什么受到传送距离的限制？
1882年，美国发明家爱迪生(1847―1931)在纽约修建了珍珠街电站，为附近用户提供110V的直流电流，这是世界上第一个电能传输系统.然而，随着时间的推移，人们发现，爱迪生的低压直流输电系统受到传输距离的极大限制.
一旦输电距离偏大，将带来很大的电功率损耗和电压损耗.下面通过例题来体会当时低压直流输电中电能的损耗情况。
爱迪生与他的直流发电机
远距离输电中的电功率和电压损耗
【例题】 查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V 的直流电压，最多可满足6000盏16W 的爱迪生灯泡使用。 (1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少? (2)估算直流发电机的输出电压. (3)若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用?
低压直流输电系统在输电线路上存在很高的功率损耗和电压损耗
假定发电厂输送电压为U送，输送功率恒为P，两条导线的总电阻为r(在图中把导线电阻集中画为r)。求：
(1)输送电流多大？(2)输电线上损失的电压U损多大？(3)输电线上损失的功率P损多大？
降低输电损耗的两个途径
方法一：减小输电线的电阻
选用电阻率小的材料作导线
存在浪费材料、架设困难等
【说明】输电线由多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重。
提高输电电压U送，便可减小输电电流I
依照不同情况（距离远近、输送功率大小等）选择合适的输电电压。 目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV 和750 kV 的超高压，西北电网甚至达到1100 kV 的特高压。
方法二：减小输电线中的电流
为了检验输送电压高低对电能输送的影响，采用实验比较法，在低压交流电源上并联两个回路。一个回路只含电阻、灯泡和电流表，电阻模拟远距离输电线路上导线的电阻，灯泡模拟用户使用的效果；另一个回路先通过一个升压变压器提高电压，再通过一个降压变压器降低电压，其余线路与第一个回路相同。实验电路如图所示。
交流高压输电的基本环节：
在远距离输电中，各部分的功率、电压和电流关系
2.优点： (1)交流输电造成电压损失的原因既有阻抗又有感抗和容抗，引起的电能损失很大； (2)直流输电系统在输电环节是直流，发电环节和用电环节是交流，引起的电能损失较小。
例题1 水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，输电线的总电阻为10Ω。求： (1)用2kV电压输电，线路上损失的功率是多大？ (2)用20kV高压输电，线路上损失的功率是多大？
(1)用2kV电压输电，输电线中的电流
(2)用20kV电压输电，输电线中的电流
例题2 如图所示，某小型水电站发电机输出功率为 10kW，发电机输出电压为400V，向远距离用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力(即电功率)。求： (1)升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2； (2)输电线路导线电阻R线； (3)降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。
(1)升压变压器的线圈的匝数比
(3)输电线上损失的电压
降压变压器原、副线圈匝数比
1．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（ ） A．因为热功率 ，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。 B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗。 C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。 D．以上说法均不正确。
2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的电压可表示为( ) A. U1 B. U1－IR C. IR D. U2 3.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过电线的电流为I, 学校输入电压为U2，下面计算输电线功率损失的式子中, 不正确的是( ) A． B． C．I2R D．I(U1-U2)
4.水电站向小山村输电，输送电功率为50kW ，若以1100V送电，则线路损失为10kW，若以3300V输电，则线路损失可降为( ) A. 3.3kW B. 1.1kW C. 30kW D. 11kW 5.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2，则( ) A.用户端的电压为 B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为 D.输电线路上损失的电功率为I1U
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