5-5电能的输送
5-5电能的输送
①减小输送功率P：由于电站的装机容量一定， 因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不 能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．
②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电 阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电 线上的功率损失降为原来的1/n2倍．
• A.10倍
B.1/10倍
• C.100倍
D.1/100倍Leabharlann P损＝I2R＝(U P)2R
例与练
• 3、一台发电机输出功率为1000KW，用总电阻
为10Ω的导线输送到远方的用户。用5KV的电压
输电，导线上电流为多大？导线上损失的功率为
多少？若改用50KV的电压输电，导线损失的功
率又为多少？
I1
P U1
U用＝U－U损＝120V
例与练
• 4、发电机的输出电压为220V，输出功率为22kW， 输电线总电阻为1Ω，求：
• （2）如果用1：100的理想变压器先将电压升高， 经过同样的输电线后，再用100：1的理想变压器 降压，供给用户，这时用户得到的电功率和电压又 各是多大？
析与解
U 1 n1 U 2 n2
U2 220V00
I2
P U2
1A
P损 ' ＝I22R＝1W
P用 ' ＝P－P损 ' ＝219W 99
U损 ' I2R1V U3＝U－U损 ' ＝219V 99
U 3 n3 U 4 n4
U421.99V 9
例与练
• 5、如图所示某交流发电机输出功率为5×105W， 输出电压为U1=1.0×103V,假如输电线总电阻为 R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率 的5%，用户使用的电压为U用=380V，求：所用 升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比是 多少？
高中物理选修3-2学案5：5.5电能的输送
5.5电能的输送[学习目标]1.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。
2．根据P损＝I2r可知，减小输电线上的功率损失有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流。
3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流。
[基础知识梳理]一、降低输电损耗的两个途径1．输送电能的基本要求(1)可靠：指保证可靠的工作，少有故障。
(2)保质：保证电能的质量——电压和稳定。
(3)经济：指输电线路建造和运行的费用，电能损耗。
2．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＝ρlS看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的，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；还可以选用较小的导体。
(2)从公式P＝IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高。
前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。
3．高压输电(1)现代远距离输电都采用高压输电。
目前我国远距离送电采用的电压有110 kV,220 kV,330 kV，输电干线已采用500 kV，西北电网甚至达到750 kV。
(2)高压输电并不是越高越好。
电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。
(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压。
二、电网供电1．远距离输电基本原理在发电站内用变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降到所需的电压。
2．电网通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。
3．电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。
(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
[基础题组自测]1．自主思考——判一判(1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。
五 电能的输送
目前我国远距离送电采用的电压有110 kV、220 kV和330 kV，在少数地区已开始采 用500 kV的超高压送电．目前世界上正在试 验的最高输电电压是1 150 kV．
大型发电机发出的电压，等级有10．5 kV、13．8 kV、15．75 kV、18．0 kV，都 不符合远距离送电的要求．因此，要在发电 站内用升压变压器升压后再向远距离送电．
l S
可知，在输电线长度l一
定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻 率小、横截面积大的导线．目前一般用电阻 率较小的铜或铝作导线材料．
R=
l S
但是，要增大导线的横截面积，就要多 耗费金属材料，会使输电线太重，给架线带 来很大困难．实际上，有时即使把横截面积 增大到十分惊人甚至实际做不到的程度，也 不能把功率损失降低到要求的范围以内． 计算一下就会知道，把功率为200 kW的 电能用铝导线输送到10 km以外的地方，要使 功率损失为输送功率的10％，用110 V的电压 输电，导线横截面积大约需要48 000 mm2!这 显然太粗了．
另一种方法是减小输电导线中的电 流． 在导线电阻不变的条件下，电流如果减 小到原来的百分之一，功率损失△P=I2R就减 小到原来的万分之一． 输送功率的大小是由输电任务决定的， 不能任意变动．要保证输送功率P不变，由 P=UI知道，必须提高输电的电压U，才能减 小电流I．这就是要采用高压输电的道理．
五 电能的输送
为了合理地利用天然资源，水电站要建 筑在河流上，火电站有时要建筑在煤矿附 近．但是用电的地方却分布很广，有的地方 离发电站很远，因此就需要把电能输送到远 方．电能便于输送，用输电导线把电源和用 电设备连起来，就可以输送电能了．这是电 能的一个突出优点．
输送电能的基本要求应当是：可靠、保 质、经济．
物理选修3-2课后作业：5-5 电能的输送 含解析
时间：45分钟一、单项选择题1．输电线路的总电阻为R ，发电站输出功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为(B )A ．PB ．P －P U ·RC ．P －U 2R D.P U 2·R解析：用户得到功率P 得＝P －I 2R ＝P －PU ·R ，所以B 正确．2．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(C )A.ρlI UB.I 2ρC.2ρlI UD.2Ul Iρ解析：因为导线的总长度为2l ，所以电压降U ＝IR ＝Iρ2l S，解得S ＝2ρlI U.正确选项为C.3．远距离输送一定功率的交变电流，输电线电阻一定，若输送电压升高为原来的n 倍，下列选项正确的是(B )①输电导线上的电压损失是原来的1n②输电导线上的电压损失是原来的1n2③输电导线上的电功率损失是原来的1n④输电导线上的电功率损失是原来的1n2A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④解析：由电压损失ΔU ＝IR 和P ＝IU 得ΔU ＝P UR ，故U 变为n 倍时，ΔU ′＝1n ΔU ，①正确；又ΔP ＝I 2R R ，故ΔP ′＝1n2ΔP ，④正确．4．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律(感应电动势大小的规律)、安培定则(磁场对电流作用的规律)都是一些重要的规律．如图为远距离输电系统的示意图(设用户的电器是电动机)，下列选项中正确的是(D )A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B ．发电机能发电的主要原理是安培定则；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定则解析：发电机主要是将其他形式的能转化为电能的设备，应用的是法拉第电磁感应定律；变压器是由电流的变化产生磁场的变化，从而使得线圈内的磁通量发生变化，产生感应电流，也是应用法拉第电磁感应定律；电动机是将电能转化为其他形式的能的设备，通电导线在磁场中要受到力的作用从而运动，是安培定则的应用．5．某电站用11kV 的交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R .现用变压器将电压升高到220kV 的超高压送电，下列说法中正确的是(B )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120C ．因P ＝U 2R，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，可将输电线直径减为原来的1400解析：因U 并非全部加到输电线的电阻上，所以不能用I ＝U R计算输电线中的电流，所以A 错；输送功率和输电电流、输电电压的关系为P ＝UI ，在输送功率一定的条件下，U 和I 成反比，所以B 正确；U 是输电电压，它等于输电线上的电压损失和负载得到的电压之和，所以U 并非R 上的电压，不能用P ＝U 2R计算功率损失，C 错；线路上功率损失P 损＝I 2R 线·ρ·L S ＝P 2送ρL U 2送S，由于输送功率、导线材料、长度是不变的，在线路损失功率不变的条件下，输电电压的平方和导线截面积成反比，所以电压由11kV 升到220kV ，所需导线的横截面积减为原来的1400，导线直径减为原来的120，D 错．二、多项选择题6．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是(CD )A ．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B ．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C ．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D ．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比解析：此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混，由P ＝U 2R 而选B.正确的思路是由I 线＝P 送U 送可知ΔP ＝P 2送U 2送·R 线，C 对．ΔU ＝P 送U 送·R 线，A 错．ΔP ＝ΔU 2R 线，D 对．7．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(ABD)A ．增加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发热损耗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 ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：本题考查电能的输送及输电线电能的损失问题．电能的损失P 损＝I 2R ＝I 2·ρL S，增大输电线的横截面积，会减小输电线的电阻，可以减少电能损失，A 项正确；在输送功率保持不变的情况下，由P ＝UI ，提高输送电压会减小输电电流，从而减小电能损失；在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电电流就越大，功率损失就越大，所以B 项正确，C 项错误；高压输电，电压越高，对变压器的要求就越高，架设难度也会增加，同时感抗和容抗也会使电能损失进一步增大，所以要综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好，D 选项正确．8．2013年9月25日，世界首个商业化运行的同塔双回路特高压交流输电工程——皖电东送淮南至上海特高压交流工程正式投入运行．如图甲所示，某变电所的调压装置可视为理想变压器，当滑动接头上下移动时可改变输出电压．原线圈两端接正弦交流电源，电压u 1保持不变，用户电压u 2随时间变化的规律如图乙所示，下列说法中正确的是(AC )A ．用户电压的瞬时值表达式为u 2＝1902sin(100πt )(V)B ．为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移C ．原线圈匝数不变的情形下用户更换不同额定功率的用电器时，原线圈输入功率随之变化D ．原线圈匝数不变的情形下用户更换不同额定功率的用电器时，原线圈两端电压随之变化解析：由于用户电压u 2随时间t 变化的曲线周期为0.02s ，所以u 2＝1902sin(100πt )(V)，选项A 正确；由题图乙可知，副线圈输出电压的有效值U 2＝190V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，为使用户电压稳定在220V ，应减小变压器原线圈匝数n 1，即将P 适当上移，故选项B 错误；理想变压器副线圈电压随原线圈电压的变化而变化，只要原线圈中滑片的位置不变，原、副线圈的匝数比不变，副线圈的输出电压就不变，用户更换不同额定功率的用电器时，副线圈中的电流I 2发生变化，故原线圈的输入功率发生变化，选项C 正确，D 错误．三、非选择题9．某变电站用220V 的电压送电，导线损失的功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？答案：440V解析：设输送功率为P ，送电电压U 1＝220V 时，损失电功率ΔP 1＝20%P ，又ΔP 1＝I 21·R 线，而I 1＝P U 1，则ΔP 1＝P 2U 21R 线，现要求ΔP 2＝5%P ，同理ΔP 2＝P 2U 22R 线，由上式得ΔP 1ΔP 2＝20%5%＝U 22U 21，所以输送电压应为U 2＝440V.10．某电站，输送的电功率为P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电．答案：(1)60%20Ω(2)22.4kV解析：(1)由于输送功率为P ＝500kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12000度，终点得到的电能E ′＝7200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P U计算，为I ＝100A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝480024kW ＝200kW ，因此可求得r ＝20Ω.(2)输电线上损耗功率P r r ∝1U2，原来P r ＝200kW ，现在要求P ′r ＝10kW ，计算可得输电压应调节为U ′≈22.4kV.11．某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120kW ，输出电压是240V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω，用户需要的电压为220V ．则：(1)输电线上损耗的电功率为多少；(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少．答案：(1)4000W (2)29011解析：(1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240V ＝6000V 输电电流I 2＝P U 2＝120×1036000A ＝20A 输电线上损失的功率P 损＝I 22r ＝202×10W ＝4000W.(2)输电线上损失的电压U 损＝I 2r ＝20×10V ＝200V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－U 损＝6000V －200V ＝5800V根据理想变压器的变压规律得n 3n 4＝U 3U 4＝5800V 220V ＝29011.。
高中物理3-2之5-5
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
一、输送电能的基本要求 1．可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障． 2．保质：保证电能的质量—— 电压 和频率稳定． 3．经济：输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少．
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
二、降低输电损耗
I2R线，I为输电电流，R线为输电线 输电线上的功率损失ΔP＝
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
②减小输电电流I：由P＝UI得，在输送功率一定的情况下， 提高输电电压，即可减小输电电流，从而减小输电线上功率 损失． 总之，采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效最经济 的措施．
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名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
输电线上的电压损失 (1)电压损失ΔU 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，ΔU＝U－U′，如图5-5-2所示．
5 电能的输送
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
1．了解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关． 2．应用理想变压器，电路知识对简单的远距离输电线路进行 定量计算． 3．了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电网设计．
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
在线路电阻R线一定的情况下，如果输电电流减为原来的一 I 1 半，即变为 ，那么线路上损失的功率减为原来的 . 2 4 3．通过第2步的两项计算，第二个途径，即减小输电电流对 于降低输电线路的损耗更有效． 4．用户消耗的功率P＝UI. 5．在保证用户的电功率的前提下，通过提高输电电压，才能 减小输电电流．
人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.5-电能的输送(共26张PPT)
2020/7/11
11
二、输电线路上的电压损失
１．电压损失：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： ΔU I
R 电U 站
U’
用 户
12
Hale Waihona Puke 2．造成电压损失的因素（1）输电线电阻造成电压损失
U＝IR．
（2）输电线感抗和容抗造成电压损 失．
● 大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV、13.8kV、 15.75kV、18.0kV。
2020/7/11
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例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每 条输电线电阻0.2Ω，求用户得到的电压和电功率 各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压 变压器将电压升高，经同样输电线路，后经10：1 的降压变压器降压后供给用户， 则用户得到的电 压和电功率各是多少？
9
②提高输电电压U ： 在输送功率P 一定，输电线电阻r一定 的条件下，输电电压提高到原来的n倍，
输电电流减小到原来的1/n,则输电线 上的功率损失降为原来的1/n2倍．
可见，采用高压输电是减小输电线 上功率损失的最有效、最经济的措施．
10
功率关系
I ΔP
电 站P
R
P’
用 户
P = P’ + P
5
学习重点 找出影响远距离输电损失的因素，理解高压输电可减少
功率与电压损失。 学习难点
理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压 ΔU。
6
一、输电线上的功率损失
１．设输电电流为I，输电线电阻为R，
则输电线上的功率损失为：
P I 2R
7
2．减少输电线上功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R ①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用 减小L来减小r．
5.5电能的输送(内容丰富)ppt课件
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
P ＝P 3、理想变压器：
入
出
三、理想变压器的变压、变流规律：
U1 n1
I1 n2
U 2 n2
I 2 n1
1
第五章 交变电流
2
三峡水电站
3
4
新西兰地热发电站
4.怎样计算用户消耗的功率P?
P用户 P输送-P损
5.在保证用户的电功率的前提下,怎样才 能减小输电电流?
P输送 U输送 I输送
15
练习： 输送10kw的电功率，采用400V的 电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求 (1)输电线中的电流?输电线中损失的电压? 用户得到的电压?
(1)25A 250V 150V
经济：是指输电线路建造和运行的费
用低,电能损耗小
10
一、输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失?
由于输电线长，电阻大，当电流 通过输电线时，产生热量Q，损失一 部分电能，同时输电线上有电压降， 故又损失一部分电压.
11
2、如何减少电能损失?
P损 I 2R
(1)减小导线电阻
(2)减小输电线中的电流
23
远距离输电
我国常用的远距离输电采用的电压有110
kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV
的超高压，西北电网达到750kV。
是不是输电电压越高越好?
思
电压越高，对输电线路和变压器考的要
求越高，建设费用越高。
输电线上的电压损失，除了与输电线 的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输 电线路电压较高、导线截面积较大时，电 抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。24
第5章-5电能的输送
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析
电网供电
1.基本知识 (1)远距离输电基本原理 在发电站内用 升压 变压器 升压 ，然后进行远距离输 电，在用电区域通过 降压 变压器降到所需的电压． (2)电网 通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
●课标解读 1．了解从变电站到用户的输电过程．知道远距离输电时
教 学 方 案 设 计
应用高电压的道理． 2．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学 习知识的同时获得一定的成就感．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
2.思考判断 (1)输电线上的电压损失可用 ΔU＝Ir 计算， r 为输电线的
教 学 方 案 设 计
电阻．(√) (2)输电电压越高越好．(×) U2 (3)根据 P＝ 可知，要减小损耗功率，输电电压越低越 R 好．(×)
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析
3．探究交流 要减少输电损失，既可以增加导线的横截面积，又可以 采用高压输电以减小输电线的电流，为什么远距离输电都要 采用高压输电呢？ 【提示】 利用升压变压器升压提高输送电压以减小输
课 堂 互 动 探 究
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
高二物理选修32第五章：5.5电能的输送
高二物理选修32第五章：5.5电能的输送第 2 页第 3 页三、电网供电1.远距离输电基本原理：在发电站内用__________变压器___________,然后进行远距离输电，在用电区域通过__________变压器降到所需的电压。
2.电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和用户连接起来，形成全国性或区域性的输电网络。
3.电网输电的优点（1）降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。
（2）减少_________的风险，调剂不同地区电力供应的平衡，保证供电的质量。
（3）合理调度电力，是电力的供应更加可靠、质量更高。
★重点难点解析1．输电线路上的电压损失：输电线始端电压U和末端电压U′的差值是输电线路的电压损失，即ΔU=U-U′，。
2．几个常用的关系式：（1）若发电站输出电功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为P，，用户的电压为U，，输线电第 4 页第 5 页 阻为R 线,则输出电流为：I=线R U U U P U P '-=''= （2） 输电导线损耗的电功率: P损=P-P ˊ=I 2R线=线R U P 22=I （U-U ‘）=IU 线=()2'线R U U - 可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的21n （3） 输电导线损耗的电压：U 线=U-U ‘=IR 线=线R U P 例1：水电站给远处山村送电的输出功率是100KW ，用2019V 电压输电，线路损失的功率是2.5×104W,如果改用20190V 高压输电,线路上损失的功率是 W.例2．如图，某小型水电站发电机的输出功率为10KW ，输出电压为400V ，向距离较远的用户供电，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。
求；（1）水电站升压变压器原、幅线圈匝数比n 1/n 2；（2）输电线路的导线电 阻R ；（3）用户降压变压器原、幅线圈匝数比n 3/n 4。
2020-2021学年物理人教版选修3-2课件：5-5 电能的输送
考点二 高压交流输电的电路分析 1．远距离输电电路图
2．基本关系式 (1)功率关系： P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 线＋P3 (2)电压、电流关系：
U1＝n1＝I2，U3＝n3＝I4 U2 n2 I1 U4 n4 I3 U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. (4)输电导线上损耗的电功率：
(2)减小输电电流：在输电功率一定的条件下，根据 P＝UI 可知，要减小输电线中的电流 I，必须提高输电电压 U.在输送功 率 P 一定，输电线电阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来 的 n 倍，根据 ΔU＝IR 线＝UPR 线知，输电线上的电压损失将变为 原来的n1，根据 ΔP＝(UP)2·R 线知，输电线上的功率损失将降为原 来的n12.所以减小输电电流，采用高压输电的方法比减小输电线电 阻的方法更有效．
2．降低输电损耗的途径
(1)损耗原因：由于输电导线有电阻(R)，输电线中有电流 I，
所以输电线上有电压损失 ΔU＝ 通过导线发热损
(2)减少损耗的途径 ①减小输电线 电阻 ． ②减小输电线上的 电流 ．
为什么要采用高压输电？
提示：输电功率 P＝UI，在输送功率一定的情况下，提高 输电电压，可减小输电电流，从而减少输电线上的功率损失．
1输电电压是指加在高压输电线起始端的电压 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起始端输出的功率，损失功率 是输电线上消耗的功率.
3无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失 来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流.
【例 1】 远距离输电，输电功率一定，当输电电压为 U0 时，输电线上的电流为 I0，损失的电功率为 P0.则当输电电压提 高为 2U0 时( B )
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解析：解答本题，应先计算输电电流，然后计算输电 线路上损耗的功率．
P P 2 输电电流 I＝U， 输电线路损失的电功率 P 损＝I R＝U
2
R＝1×105kW，当改用超导输电时，就不损失电能，因
此减少的输电损耗就等于 P 损，A 正确．
答案：A
在电能输送过程中，输送电功率一定，则 在输电线上的功率损失 ( ) A．随输电线电阻的增大而增大 B．与输送电压的平方成正比 C．与输电线上电压损失的平方成正比 D．与输电电流的平方成正比 答案：ACD
(4)电灯减少一半时，n′P 灯＝2640W n′P灯 2640 I′2＝ ＝ A＝3A 880 U′2 P′出＝n′P 灯＋I′2R＝2640W＋32×4W＝2676W 2 发电机的输出功率减少一半还要多，因输电线上的电 1 流减少一半，输电线上电功率损失减少到原来的 4
答案：(1)5424W (2)250V (3)97% (4)不 是，减小到原来的
(1)发电机输出功率多大？ (2)发电机电动势多大？ (3)输电的效率是多少？ (4)若使用灯数减半并正常发光，发电机输 出功率是否减半？ 解析：发电机的电动势E，一部分降在电 源内阻上，即I1r，另一部分为发电机的路 端电压U1，升压变压器副线圈电压U2的另 一部分降在输电线上，即I2R，其余的就是 降压变压器原线圈U′2；而U3应为灯的额定 电压U额，具体计算由用户向前递推即
3．如图所示是远距离输电的基本过程示 意图，请填上各部分的名称 ① ____________ ； ② ____________ ； ③ __________ ； ④ __________ ； ⑤ __________；⑥__________.
答案：1.可靠；保质；经济 2．减小输电线路的电阻；减小输电导线中 的电流 3．①发电站 ②升压变压器 ③远距离输 电线路 ④一次高压变电所 ⑤二次高压 变电所 ⑥工厂
(1)可靠：保证供电线路正常工作． (2)保质：保证供电质量——电压和频率要 稳定． (3)经济：线路建设和运行的费用低——能 耗少、电价低.
(1)输电线路的构成 主要有：发电机、升压变压器、输电导线、 降压变压器，用电器，如图所示
由于发电机本身的输出电压不可能很高， 所以采用高压输电时，在发电站内需用升 压变压器升压后再由输电线输出，到用电 区再用降压变压器降到所需的电压． (2)输电线路上的电压损失 输电导线有电阻，电流通过输电导线时， 会在线路上产生电势降落，致使输电线路 末端的电压U3比起始端电压要低，这就是 输电线路上的电压损失ΔU＝U2 －U3.对交 变电流来说，造成电压损失的原因既有电 阻，又有电抗，其中因电阻损失的电压为
(1)功率关系 P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 线＋P3 (2)电压、电流关系 U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝ ＝ ， ＝ ＝ U2 n2 I1 U4 n4 I3 U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线． P2 P3 U2－U3 (3)输电电流：I 线＝ ＝ ＝ . U2 U3 R线 (4)输电导线上损耗的电功率： P 线＝I 线 U 线＝I线R 线，P
(1)根据以上材料和已有知识，二滩水电站 建在上表的________上，两江相比，该江 水 能 量 较 丰 富 的 原 因 是 ______________________，电站和用电市 场之间关系方面的不利条件是 ____________________________________ ______________________． (2)设想将二滩的电能送到成都市边区，如 果使用相同的电线，为减少电能损失，在 55万伏超高压和11万伏高压输电方案中应 选用________万伏输电方案，因为该方案 损失为另一方案的________%.
(1)功率损失的原因 输电导线有电阻，电流通过电阻时，电能 必有一部分转化为内能而损失掉． (2)功率损失的大小 设输电导线的总电阻为R，输电电流为I， 则损失功率为ΔP＝I2R.
(3)减少损耗的方法 据P 损 ＝I2R可知，减小输电线路上功率损 失的方法主要有两种： ①减小输电线的电阻R，据R＝ a．减小输电线长度L：由于输电距离一定， 所以在实际中不可能用减小L来减小R. b．减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小 的铜或铝作导线材料． c．增大导线的横截面积S：这要多耗费金 属材料，增加成本，同时给输电线的架设 带来很大的困难．
2
P2 ＝U 2R 线 2
线．
“西电东送”工程中为了减少输电损耗， 必须提高输电电压．从西部某电站向华东 某地区输送的电功率为106kW，输电电压 为1000kV，输电线电阻为100Ω.若改用超 导材料作为输电线，则可减少输电损耗的 功率为 ( ) A．105kW B．104kW C．106kW D．103kW
点评：本题创新之处在于理论联系实际， 将刚刚学过的输电的理论知识应用到实际 生活中去，解决实际问题．解决本题必须 分析用户端电压不足的原因，从输电线上 损失的电压、功率，用户实际得到的电压、 功率展开分析，即可解决问题．
读下面材料： 河流名 流域面积 长度(km) 流量(m3/s) (m2) 称 129930000 1800 雅垄江 1500 817 75740000 2300 湘江 二滩水电站于1998年向西南电网送电，设 计装机容量为330万千瓦，年发电量为170 亿度，大坝高240m，是当时亚洲装机容量、 库容最大的水利枢纽工程，请回答下列问 题：
(2)U2＝U′2＋I2R＝880V＋6×4V＝904V 1 1 U1＝ U2＝ ×904V＝226V 4 4 又 U1I1＝U2I2 U2I2 I1＝ ＝4I2＝24A U1
E＝U1＋I1r＝(226＋24×1)V＝250V P有用 5280 (3)η＝ ×100%＝ ×100%＝97% 5424 P出
解析：(1)输电线的电阻为： P损＝P1×4%② P损＝IR③ P2＝P1④ P2＝I2U2⑤ 由①②③④⑤得升压变压器的输出电压： U2＝80000V⑥ (2) 输 电 线 路 上 的 电 压 损 失 U 损 ＝ I2R ＝ 3200V⑦ 答案：(1)80000V (2)3200V
答案：(1)2500V (2)6000W (3)10∶1
U1 n1 解析：(1)因为 ＝ ， U2 n2 n2 所以 U2＝ U1＝2500V n1 (2)P2＝P1＝50kW P2 50000 输电线中电流 I2＝ ＝ A＝20A U2 2500 则 P 损＝I2R 线＝202×15W＝6000W 2 (3)用户得到功率 P4＝P2－P 损＝44000W P4 44000 所以降压变压器副线圈电流 I4＝ ＝ A＝200A U4 220 n3 I4 10 故 ＝ ＝ n 4 I2 1
(2010·北师大附中高二期中)如图所示，一 小型发电机通过升压、降压变压器把电能 输送给用户，已知发电机的输出功率P1＝ 50kW，输出电压U1 ＝500V，升压变压器 原、副线圈匝数比为n1∶n2 ＝1∶5，两个 变压器间的输电导线的总电阻R＝15Ω，降 压变压器的输出电压U4＝220V，变压器本 身的损耗忽略不计，求： (1)升压变压器副线圈两端的电压U2； (2)输电线上损耗的电功率P损；
答案：A 解析：用P＝ 求电阻上损失的功率时，U 要与电阻R相对应，选项A中的U1 是输出 电压不是输电线电阻上的电压，故A是错 误的．B中的U1－U2 是输电线上电阻上的 电压，因此，B是正确的，C、D中的电流 I是输电线中的电流，故C、D都是正确的.
远距离输电的基本结构示意图如下：
了解电能的输送过程，知道交变 ※ 电流便于远距离输送 ※ 知道输电线上的功率损失和减少 ※ 功率损失的方法
※ 理解为什么远距离送电要用高压
在城郊和农村，常常看到高压输电线(如图 所示)，有的电压高达100000V以上，为什 么要用高电压输电呢？
1．输送电能的基本要求是__________、 ________、________. 2．降低输电损耗的两个途径；一是 __________________________ 、 二 是 ______________________．
(1)对降压变压器： U′2I2＝U3I3＝nP 灯＝22×6×40W＝5280W nP灯 5280 4 而 U′2＝ U3＝880V，I2＝ ＝ A＝6A 1 U′2 880 对升压变压器： U1I1 ＝ U2I2 ＝ I 2 R ＋ U′2I2 ＝ 62×4W ＋ 5280W ＝ 2 5424W P 出＝5424W
解析：输电线上的功率损失 ΔP＝I2R，电压损失 ΔU ΔU2 ＝U－U′＝IR， 输电电流 I＝P/U， 所以 ΔP＝I2· R＝ R ＝
P 2R，可见在输送功率 U
P 一定时，ΔP 与 I2 成正比；ΔP
与 ΔU2 成正比．
某发电站的输出功率为104kW，输出电压 为4kV，通过理想变压器升压后向80km远 处供电．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－ 4m2 ，输电线路损失的功率为输出功率的 4%，求： (1பைடு நூலகம்升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失．
(3)减小输电线路电压损失的两种方法 ①减小输电线路电阻 l 由R＝ρ S 可知，间距一定时，使用电阻率小的材料， 增大导体横截面积可减小电阻． ②减小输电电流I 由P＝UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减 小电流．
“提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾 吗？ 答案：不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能 元件而成立的定律，而“提高电压，降低 电流”是从输送角度，由P＝IU，且P一定 的条件下得出的结论，两者没有联系.
根据以上分析知， 采用高压输电是减小输电线上功率 损耗最有效、最经济的措施．
特别提醒： 发电站的输送功率取决于用户消耗的功率， 不是由发电站输出的功率决定用户和线路 消耗的功率.