选修3-2 第五章 交变电流 同课异构教学课件5.5 电能的输送.精讲优练课型.课时提升作业 十
高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[解析] 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线 路总电阻为 r，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的
电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl
物理人教版选修3-2课件：第5章交变电流+5
即学即用 判断下列说法的正误.
(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电流的平方成
正比.( √ )
U2 (2)由P＝ 可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小.( × ) r (3)由P＝I2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失.( √ )
(4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的.( √ )
根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.
例2
如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电
能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电
机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈
二、远距离输电电路中的各种关系
导学探究
某发电站向远处送电的示意图如图2 所示，其中各部分的物理量已在图
上标注，在这个电路中包括三个回路.
图2
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发
电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计). 答案
第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I 线2R＋P3
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3所示)
图3
2.抓住两个联系
(1)理想升压变压器联系回路1和回路2
U1 n1 即 U ＝ n ，I1n1＝I2n2，P1＝P2. 2 2
(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 U3 n 3 即 U ＝ n ，I3n3＝I4n4，P3＝P4 4 4 3.掌握一个定律
(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？
人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)
解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率 ΔP1＝20%P
又因为ΔP1＝I12R线，I1＝UP1 解得ΔP1＝UP122R线 现要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝UP222R线 因此可得ΔΔPP12＝250%%＝UU2122 所以U2＝2U1＝440 V.
答案：440 V
要点二 电网供电 1．远距离输电 (1)基本原理：远距离输电的基本电路如图所示． 在发电站内用 8 ____升__压____变压器 9 __升__压______，然后进行 远距离输电，在用电区域通过 10 __降__压______变压器降压降到所 需的电压．
解析：选D 根据理想变压器电流和匝数的关系可知，升压
变压器中原、副线圈中的电流与匝数成反比，
I1 I2
＝
n2 n1
，A选项错
误；输电线路上存在电压损失ΔU，U2＝U3＋ΔU＝U3＋I2r，B选
项错误；输电线路上存在功率损失，U1I1＝U4I4＋I22r，C选项错
误；理想变压器的输出功率等于输入功率，U1I1＝U2I2，D选项
压变压器原、副线圈的匝数分
别为n1、n2，电压分别为U1、 U2，电流分别为I1、I2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为 n3、n4，电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4(变压器均为理想 变压器)，当用电器正常工作时，下列关系式正确的是( )
A．II12＝nn21 C．U1I1＝U4I4
B．U3＝U2 D．U1I1＝U2I2
如果远距离输电的电功率P不变，输电电压为U，输电导线
电阻为R线，则输电导线上发热损失的功率P损＝I2R线＝
P2 U2
R线，因
此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的n12.
5.降低输电损耗的两个途径 要减少输电线路上的功率损失，由公式P损＝I2R线知，必须 减小输电线电阻或减小输电电流． (1)要减小电阻，从R＝ρSl 看，在输电距离一定的情况下，可 以增大导线的 5 __横__截__面__积__，但过粗的导线会耗费太多的金属材 料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用 6 __电__阻__率____较小 的导体．
高中物理 第五章 交变电流 5.5 电能的输送教案 新人教版选修3-2(2021年整理)
安徽省长丰县高中物理第五章交变电流5.5 电能的输送教案新人教版选修3-2
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电能的输送
采用高压输电。
在输电电流一定的情况下，线
路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原
来的21。
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，
线路中的电流减为一半,而损耗的功率减为原来的
41
.
7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要
求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的
要求,怎么办?
在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处
用降压变压器降低电压。
投影片展示我国远距离高压输电情况及远距离
高压输电的原理。
如下图所示.
设发电机的输出功率为P ，则功率损失为
ΔP =I 22
R
用户得到的功率为P 用=P -ΔP 。
输电线路上的电压损失为：ΔU =I 2R ，则U 3=U 2—
ΔU 。
8、目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几
种?。
高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送含答案解析
【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的电压可表示为()A．U1B．U1－IRC．IR D．U22．某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面选项正确的是()A．因I＝U/R，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝P/U，所以输电线上的电流减为原来的1/20C．因P＝U2/R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1/4003．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为()A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW4．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I1U1/I2B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I12rD．输电线路上损失的电功率为I1U5．图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A、B端接入低压交流电源时()A．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压二、多选题6．如图是远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是A．增加输电导线的截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过增大输电电压来减小输电线中的电流，有利于减小输电过程中的电能损失C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小D．高压输电时必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好7．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻为R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A．T1原、副线圈电流分别为103A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1：50和40 :1D．有6×104盏灯泡(220V 60 W)正常发光8．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()A ．3214n n n n > B ．3214n n n n < C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率9．(多选)电厂发电机的输出电压为250 V ，输出功率为10 kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5 Ω，则( )A ．直接输电，用户两端的电压只有50 VB ．若要求用户两端的电压为220 V ，则应配备原、副线圈匝数比为1∶4 (发电厂)和5∶1 (用户端)的变压器C ．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4D ．若用10 000 V 的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%10．某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 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6.0×103 A B ．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻三、填空题11．发电机端电压为220 V ，输送功率110 kW ，若要保证用户至少获得100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于________Ω.四、解答题12．某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4 kV ，通过理想变压器升压后向80 km 远处用户供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2．4×10－8Ω·m ，导线横截面积为1．5×10－4m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，升压变压器的输出电压为________，输电线路上的电压损失为________．13．风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图4所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)画出此输电线路的示意图；(3)用户得到的电功率．14．某水电站，水流的高度差为h=5m，流量Q=2m3/s，若发电机的总效率为50%，输出电压为250V，输电线路总电阻R=30Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为使用户获得220V 电压，求：（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？（2）能使多少盏“220V 100W”的电灯正常发光？参考答案1．C【解析】AD 、U 1为输出电压，U 2为用户得到的电压，故AD 错误； BC 、输电线的电压损失ΔU =U 1－U 2=IR ，故B 错误，C 正确； 故选C 。
(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流5
线路损耗 ΔP＝I22r，
I2＝
ΔrP＝
P输出×r 6%＝
5×104×0.06 30
A＝10 A，
送电电压 U2＝PI输2出＝5×10104 V＝5×103 V，
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
升压变压比：n1∶n2＝U1∶U2＝5×241003＝6∶125， 输电线损失电压 ΔU＝I2r＝10×30 V＝300 V， U3＝U2－ΔU＝4 700 V，U4＝220 V 降压变压比：n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11， 灯盏数 N＝P输出P－灯 ΔP＝5×104－51×00104×0.06(盏)＝470(盏)
I＝
P出×r 4%＝
104×103×4% 25.6
A＝125 A.
升压变压器的输出电压 U2＝PI出＝1041×25103 V＝8×104 V.
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
(2)电压损失U损＝Ir＝125×25.6 V＝3 200 V. 答案： (1)8×104 V (2)3 200 V
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
练 随堂演练
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村
电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近
来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电的
高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送(课件)(共66张PPT)
目前我国远距离输电采用的电压有110kV， 220kV， 330kV、500kV等。
二、
三、输电过程示意图 大型发电机发出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电 的要求,因此在发电站处用升压变压器升高电压到几百千 伏再向远距离送电。到达数百千米外的用电区之后,先经 过“一次高压变电站”降到一百千伏左右,在更接近用户 的目的地再由“二次变电站”降到十千伏左右。然后, 一部分电能送往大量用电的工业用户，另一部分经过低 压变压器降到220V/380V,送给其他用户。输电过程如图 所示.
A组能力训练题2 远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比 330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优 点是 （ A C ） （A）可节省输电线的铜材料 （B）可根据需要调节交流电的频率 （C）可减少输电线上的能量损失 （D）可加快输电的速度
A组能力训练题3
3、某发电厂原来用11kV的交变电压输电,后来改用升 压变压器将电压升高到220kV输电,输送的电功率都是 P,若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是 （ AC ） A．据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原 来的1/20, B．据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流增为原 来的20倍, C．据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减 少为原来的1/400 D．据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗增 大为原来的400倍.
题目
P49问题与练习2、
指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分
功率. 设输电电压为U，则功率损失为
P损 = UI. 而 U=Ir
人教版物理选修3-2-第5章第5节-电能的输送 课件
解析：选 C.变压器的输入功率、输入电流的大小是 由次级负载消耗的功率大小决定的，选项 A、B 错 误．用户用电器总电阻减少，据 P＝UR2，消耗功率 增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C 项正确．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻 上损失电压加上降压变压器输入电压，D 项错误．
课堂互动讲练
五
节核心要点突破源自电能的课堂互动讲练
输
送
知能优化训练
课前自主学案
一、输送电能的基本要求 1．可靠：保证供电线路可靠的工作． 2．保质：保证电能的质量——_电__压___和_频__率___稳 定． 3．经济：输电线路的建设和运行费用低，能量损 耗少．
二、降低输电损耗的两个途径 1．由于输电导线有电阻，在输电过程中必有一 部分电能要转化成热能而损失掉，设输电导线中 电流为I，输电导线的电阻为R，则输电导线上的 功率损失为ΔP＝_I_2_R__.
特别提醒：(1)输电电压是指加在高压输电线始端 的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压 ΔU＝IR. (2)输送功率是指高压输电线始端输出的电功率， 损失功率是输电线上消耗的功率．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的 电功率不变时，那么( ) A．输电线路上损失的电压与输送的电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越 大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成 反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成 正比
的直径减为原来的4100
【精讲精析】 由 ΔP＝I2R＝(UP)2R 知，ΔP′＝4100 ΔP，C 错．本题 I ≠ UR，故 A 错，若 ΔP 不变，则 R＝UP22ΔP，R′＝400 R，由电阻定律可得：d′＝210 d，D 错，选 B.
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选修3-2 第五章交变电流同课异构教学课件
5.5 电能的输送.精讲优练课型.课时提升作业十
一、不定项选择题
1.(2017·温州高二检测)远距离输送交流电都采用高电压输电,我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是( )
A.可节省输电线的铜材料
B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减小输电线上能量损失
D.可加快输电的速度
【解析】选A、C。
由于远距离输电,往往输送电功率一定,据P=UI,输送电压U 越高,则输送电流I=错误！未找到引用源。
越小,据P线=I2R,当要求输电线损耗一定的情况下,输电线电阻可略大,导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料);若输电线确定,即r一定,则可减少线路上的能量损耗,故A、C正确,而交流电的频率是一定的,不能调节,输电的速度就是电磁波也就是光的传播速度,也一定,故B、D不正确。
2.远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压U1=11kV输电和输电电压U2=110kV输电。
则两种情况中,输电线上损耗功率之比P1∶P2等于
( ) A.1∶100 B.10∶1 C.1∶10 D.100∶1
【解析】选D。
当以不同电压输送时,有P=U1I1=U2I2,而在线路上损失的功率
ΔP=I2R=(错误！未找到引用源。
)2R可知,损失的功率与电压的平方成反比,即ΔP1∶ΔP2=100∶1,
选项D正确。
3.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是( )
A.输电线上的电功率损失是原来的错误！未找到引用源。
B.输电线上的电功率损失是原来的错误！未找到引用源。
C.输电线上的电压损失是原来的错误！未找到引用源。
D.输电线上的电压损失是原来的错误！未找到引用源。
【解析】选B、C。
根据P=UI知I=错误！未找到引用源。
,输电线上的功率损失P损=I2R=错误！未找到引用源。
R,因输送功率一定,P损跟输送电压的平方成反比;U
错误！未找到引用源。
R,U损跟输送电压成反比,所以正确选项为B、C。
损=IR=
4.如图为远距离高压输电的示意图,关于远距离输电,下列表述正确的是
( )
A.减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的功率损耗
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D.高压输电一定是电压越高越好
【解析】选B。
依据输电原理,电路中的功率损耗ΔP=I2R线,而R线=ρ错误！未找到引用源。
,减小输电线的横截面积,输电线的电阻会增大,则会增大输电线上的功率损失,A错;由P=UI可知,P一定的情况下,输送电压U越大,I越小,ΔP越
小,B对;若输送电压一定,输送功率越大,则电流I越大,ΔP越大,C错;输送电压并不一定越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,D错。
5.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I。
若要求线路上的电压降不超过U。
已知输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是
( )
【解析】选C。
因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=,解得S=。
正确选项为C。
6.为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后进行远距离输送,再经变电所将高压变为低压。
某变电所把电压
u0=11 000错误！未找到引用源。
sin100πtV的交变电流降为220V供居民小区用电,则变电所变压器
( )
A.原、副线圈匝数比为50∶1
B.副线圈中电流的频率是50Hz
C.原线圈的导线比副线圈的要粗
D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
【解析】选A、B。
u0=11 000错误！未找到引用源。
sin100πtV中的11 000错误！未找到引用源。
指的是电压的峰值,有效值为11 000V,则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比,即50∶1,A正确;由ω=100πrad/s可得频率为
50Hz,变压器不改变电流的频率,因此,副线圈的频率也是50Hz,B正确;电流与匝数成反比,即原线圈的电流比副线圈的电流要小,因此,副线圈的导线要比原线圈的导线粗,C错误;居民小区各个用电器都是并联的,它们的电流总和等于副线圈中的电流,故D错误。
7.(2017·金华高二检测)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。
输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。
输出电压通过输电线送给用户,两条输电线总电阻用R0表示。
当负载增加时,则( )
A.电压表V1、V2的读数几乎不变
B.电流表A2的读数增大,电流表A1的读数减小
C.电压表V3的读数增大,电流表A2的读数增大
D.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变
【解析】选A、D。
当负载增加时,变压器输出功率增大,输出电流增大,输出电压几乎不变,电压表V1、V2的读数几乎不变,选项A正确;根据理想变压器功率关系,电流表A1、A2的读数增大,选项B错误;电压表V3的读数减小,电流表A2的读数增大,选项C错误;电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值等于输电线总电阻,不变,选项D正确。
8.寒冷的冬季,低温雨雪冰冻天气容易让高压输电线因结冰而损毁,为清除高压输电线上的结冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰。
若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热损耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热损耗功率需变为9ΔP,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)
( ) A.输电电流为9I B.输电电流为错误！未找到引用源。
I C.输电电压为错误！未找到引用源。
U D.输电电压为3U
【解析】选C。
输电线上的热损耗功率变为原来的9倍,由公式P=I2R得电流变为原来的3倍,即3I,A、B项错;输电线上输送的电流大小为I=错误！未找到引用源。
,则输电电压为原来的错误！未找到引用源。
,即错误！未找到引用源。
U,所以C正确,D错误。
二、非选择题
9.一台发电机,输出的功率为1 000kW,输电线电阻为10Ω。
当发电机接到输电线路上的电压分别为5kV、50kV时,分别求导线损失的热功率和电压各是多少? 【解析】由P=UI知,当U=5kV时
I=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
A=200A
损失的热功率P损=I2〃R=2002×10W=400kW
损失的电压U损=IR=200×10V=2000V
当U'=50kV时,
I'=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
A=20A
损失的热功率P损'=I'2R=202×10W=4kW
损失的电压U损'=I'〃R=20×10V=200V
答案:400kW 2000V 4kW 200V
10.把功率为220kW的电能用铝导线(铝的电阻率ρ=2.7×10-8Ω·m)输送到10km 外的地方,要使功率损失不超过输送功率的10%。
(1)如果采用220V的电压输电,导线横截面的半径至少要多大?采用这样的导线切合实际吗?
(2)若采用110kV的电压输电,导线横截面的半径是多大?
(3)对于同一条输电导线,若分别采用110kV和220V输电,损失的功率之比是多少?
【解析】(1)如果采用220V的电压输电,则通过导线的电流
I=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
A=103A。
由于功率损失P=10%P0=22kW=22×103W,且P=I2R,
因此导线的电阻
R=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
Ω=0.022Ω。
根据R=ρ错误！未找到引用源。
可得,导线的横截面积
S=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
m2
≈2.45×10-2m2。
所以,导线横截面的半径
r≈8.83cm。
由上述计算可知,采用这样粗的导线是不切实际的。
(2)若采用110kV的电压输电,则通过导线的电流
I'=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
A=2A。
同理,可计算出导线横截面的半径
r'≈0.02cm。
(3)对于同种输电导线,若分别采用110kV和220V输电,损失的功率之比为
P1∶P2=错误！未找到引用源。
∶错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
∶
错误！未找到引用源。
=2202∶(110×103)2=1∶250 000。
答案:(1)8.83cm 不切合实际(2)0.02cm
(3)1∶250 000。