高二物理交变电流电能的输送PPT优秀课件
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高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
A．功率损失是原来的n1 B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的n1 D．电压损失是原来的 n 倍
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
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
高中物理 第五章 交变电流 第5节 电能的输送课件2高中选修32物理课件
第二十页，共五十页。
探究二 输电导线(dǎoxiàn)上的功率损失
2
• 远距离输电过程中，输电线上不可避免地有电压(diànyā)和能量损失
• (1)输送电能为什么会有电压和能量损失？
• (2)能量损失的大小与哪些因素有关？减小输电线上的能量损失有 哪些措施？
12/10/2021
第二十一页，共五十页。
第五章
交变 电流 (jiāo biàn)
第五节 电能 的输送 (diànnéng)
12/10/2021
第一页，共五十页。
• 素养(sùyǎng)目标定位
※ ※※
※
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 理解为什么远距离输电要用高压
12/10/2021
路电流又会增大，导线上分压更多，用户电压更低，这些现象 更加明显。经过低压改造后，以上现象不明显了。
12/10/2021
第十五页，共五十页。
• 1．电压损失
• 输电导线有电阻，电流(diànliú)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比起始端电压要低， 这就是输电线上的电压损失。
12/10/2021
第二十五页，共五十页。
②减小输电电流I，据I＝UP a．减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的 目的 b．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，据P损＝UP 2·R知，输电线上的功率损耗将降为原来的n12 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。
解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P损＝ I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电过程中的能量损
高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修32
4．需要区分的几组概念 (1)功率方面 ：输送电功率、线路损失功率、用户端功率； (2)电压方面 ：发电机输出电压、升压变压器输出电压、线 路损失电压、降压变压器输入电压、用户电压； (3)电流方面 ：升压变压器原线圈中电流、输电导线中的电 流、用户端电流； (4)电阻方面：发电机内阻、线路电阻、用户端用电器电阻；
UU43＝nn34，解得 U4＝nn43U3＝219.6 V 用户得到的电压为 U 用＝U4＝219.6 V.
(2)若不经过变压而用原线路直接送到用户，输电线路中的电 流为 I＝UP＝442×20103 A＝200 A
输电线路上损失的功率为 P′损＝I2R 线＝8 kW 损失的电压为 ΔU′＝IR 线＝40 V 则 P′用＝P－P′损＝36 kW， U′用＝U－ΔU′＝180 V.
考点一 输电线路上的电压损失和功率损失
1．电压损失 由于输电导线有电阻，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＝IR 线．对于交流电 路，感抗和容抗也会造成电压损失，高中阶段暂不研究．
2．功率损失 由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电 能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原 因．设输电电流为 I，输电线的电阻为 R 线，则功率损失为 ΔP ＝I2R 线．
3注意输送电压功率、损失电压功率、用户电压功率 三者之间的区别和数量关系.
44 kW，输电导线的电阻为 0.2 Ω.如果用原、副线圈匝数之比为 110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为 101 的降压变压器降压供给用户．
②减小输电线的长度 L 不可行，因为要保证输电距离． ③增加导线的横截面积．可适当增大横截面积，太粗不可 能，既不经济又架设困难． 另外，用增大输电导线横截面积的方法来减小电阻，对低 压照明电路有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损 失比电阻造成的还要大，故这种方法在高压输电中的应用效果 不佳．
3.4 电能的输送 课件 高二物理人教版(2019)选择性必修2
R线
③P损＝ΔU·I线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I线为线路上的电流。 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝I2R线，其原因是I线
可以由公式 P输出＝I线U输出求出， 而P损＝ΔU·I线 和 P损＝ΔRU线2 则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU 不易 求出，且易将ΔU 和U输出相混而造成错误。
答案 (1) 25 r/s
(2)输电线上损失的电压ΔU； (3)升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2； (4)发电机的输出功率P1。
答案 (2) 200 V (3) 5∶26 (4) 13 kW
5.(2023·浙江省普高强基联盟月考)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为 N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，输出 端通过理想升压变压器和降压变压器给远处用户供电。升压变压器原、 副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分 别为U3和U4，若线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是 A.图示状态，U1＝NBSω B.若仅把线圈的角速度ω增大一倍，输
电网供电及远距离高压输电过程 的分析与计算
观察与思考
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏/380伏 远距离输电过程示意图
观察与思考
某发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，通过原、副线圈匝 数比为1∶10的升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为0.2 Ω， 在用户端再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户， 两个变压器均为理想变压器。 (1)画出全过程的线路示意图。
2.输电线路的电压损失
输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值。
ΔU＝U－U′＝Ir＝UPr，
③P损＝ΔU·I线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I线为线路上的电流。 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝I2R线，其原因是I线
可以由公式 P输出＝I线U输出求出， 而P损＝ΔU·I线 和 P损＝ΔRU线2 则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU 不易 求出，且易将ΔU 和U输出相混而造成错误。
答案 (1) 25 r/s
(2)输电线上损失的电压ΔU； (3)升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2； (4)发电机的输出功率P1。
答案 (2) 200 V (3) 5∶26 (4) 13 kW
5.(2023·浙江省普高强基联盟月考)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为 N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，输出 端通过理想升压变压器和降压变压器给远处用户供电。升压变压器原、 副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分 别为U3和U4，若线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是 A.图示状态，U1＝NBSω B.若仅把线圈的角速度ω增大一倍，输
电网供电及远距离高压输电过程 的分析与计算
观察与思考
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏/380伏 远距离输电过程示意图
观察与思考
某发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，通过原、副线圈匝 数比为1∶10的升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为0.2 Ω， 在用户端再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户， 两个变压器均为理想变压器。 (1)画出全过程的线路示意图。
2.输电线路的电压损失
输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值。
ΔU＝U－U′＝Ir＝UPr，
高中物理第五章交变电流第五节电能的输送课件新人教选修32.ppt
(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ΔU＝IR.
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)对降压变压器：
U′2I2＝U3I3＝nP 灯＝22×6×40W＝5280W
而 U′2＝41U3＝880V，I2＝Un′P灯2＝5828800A＝6A 对升压变压器：
U1I1
＝
U2I2
＝
I
2 2
R
＋
U′2I2
＝
62×4W
＋
5280W
＝
5424W P 出＝5424W
(2)U2＝U′2＋I2R＝880V＋6×4V＝904V U1＝14U2＝14×904V＝226V 又 U1I1＝U2I2 I1＝UU2I12＝4I2＝24A E＝U1＋I1r＝(226＋24×1)V＝250V (3)η＝PP有出用×100%＝55248204×100%＝97%
(3)减小输电线路电压损失的两种方法
高中物理第二章交变电流第7节电能的输送-2一等奖公开课ppt课件
1．自主思考——判一判
(1)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。(√)
(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)
(3)高压输电一定是电压越高越好。
(×)
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n，降压变压器匝数比为
n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)
一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电能输送中的电压损失 U 损＝Ir，其中 I 为输电线中的电流，r 为 输电线 的电阻。 2．电能输送中的电能损失 (1)电能损失：W 损＝P 损 t。 (2)功率损失：P 损＝ I2r 。
二、远距离输电系统 1．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。 2．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。
3．远距离输电中，当输送的电功率为 P，输送电压为 U 时，输电
线上损失的电功率为 ΔP，若输送的电功率增加为 2P，而输电
线中损失的电功率减为Δ4P，(输电线电阻不变)那么输电电压应
增为
()
A．32U
B．16U
C．8U
D．4U
解析：由 P＝UI 知 I＝UP，则输电线上损失的功率 ΔP＝I2R＝ UP2R，得输电电压 U＝P ΔRP，若输送的电功率增加为 2P， 而输电线中损失的电功率减为Δ4P，由上式得输电电压 U 应增 为 4U；故 D 正确，A、B、C 错误。 答案：D
线路的电阻为 R，则下列说法中正确的是
()
A．根据公式 I＝U据公式 I＝UR，提高电压后，输电线上的电流增为原来的 20 倍
高中物理第五章交变电流5.5电能的输送课件新人教版选修3_2-推荐ppt版本
3
4 ，即n3 240。 n4 11
答案:(1)
(2)96 kW
1 240 20 11
【规律方法】远距离输电问题的分析思路 (1)明确远距离输电的过程,画出输电的过程图。 (2)清楚远距离输电过程图的三个独立的回路。 (3)变压器是连接三个回路的关键,明确各个回路的电 压、电流间的关系。
(1)输电线上损耗的功率。 (2)输电线上产生的压降。 (3)为了进一步节约能源,请你为输电环节提出改进措 施。
【审题关键】
序号 ① ② ③
信息提取 输电电压U=110 kV=1.1×105 V 输送功率P=11×104 kW=1.1×108 W
输电线电阻r=5 Ω
【正确解答】(1)由P=UI可得: 电则(2损流)导失I线 的上U P 功的率1 1电.1 1 P0 损压 11 0 =0 为8I3W 2V rU损= (=11I0 r0 0=0 01A 0； 0A0)02×A×5 5ΩΩ=5=×5×101603W。V。
(3)损失电压: ①表示形式:输电线始端电压与末端电压的差值即 Δ U=U2-U3=I2R。 ②形成原因:输电线上的电压损失原因是输电导线有电 阻,电流通过输电线时,会在线路上产生电势降落,致使 输电线路末端的电压比起始端1)功率关系:P1=P2,P2=P线+P3,P3=P4。 (2)电压、电流关系:
压升器压降到所需的电压。
降压
2.电网: 通过网状的输电线、_______,将许多电厂和广大用户 连接起来,形成全国性变或电地站区性的输电_____。
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)减小_____的风险,调节不同地区电力供求的平衡, 保障供电断的电质量。 (3)合理调度电力,使_____的供应更加可靠,质量更高。
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 4 电能的输送
(1)输电线上的功率损失
ΔP= I2r
,I为输电电流,r为输电线的电阻。
(2)降低输电损耗的两个途径
①减小输电线的电阻:在输电距离一定的情况下,为了减小 电阻 ,应当
选用 电阻率小 的金属材料,还要尽可能增加导线的 横截面积 。
通过提高输电电压实现
②减小输电导线中的电流:为减小输电 电流
一定的电功率,就要提高输电 电压 。
知识归纳
1.电压损失
输电线始端电压U与输电线末端电压U'的差值。ΔU=U-U'=IR。
2.功率损失
(1)远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的电功
率ΔP=I2R。
(2)若输电线上损失的电压为ΔU,则功率损失还可以表示为
Δ 2
ΔP= ,ΔP=ΔUI。
3.减小电压、功率损失的方法
4倍,输电电压U应变为( D )
A.4U
B.2U
1
C.4U
1
D.2U
解析 根据Pr=I2r,要使输电线上损耗的热功率Pr增大为原来的4倍,则电流
变为I'=2I,又输送功率P=UI=U'I'一定,则 U'=1U ,故选D。
2
1 2 3 4
2.(降低输电损耗的方法)(2024浙江嘉兴高二期中)长距离高压输电的示意
(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系?
提示 (1)P1=U1I1,P2=U2I2,P3=U3I3,P4=U4I4,ΔP=ΔUI2。P1=P2,P3=P4,ΔP=P2P3。
1
(2)
2
=
3
4
3 3
,
4 4
=
1 1
,
ΔP= I2r
,I为输电电流,r为输电线的电阻。
(2)降低输电损耗的两个途径
①减小输电线的电阻:在输电距离一定的情况下,为了减小 电阻 ,应当
选用 电阻率小 的金属材料,还要尽可能增加导线的 横截面积 。
通过提高输电电压实现
②减小输电导线中的电流:为减小输电 电流
一定的电功率,就要提高输电 电压 。
知识归纳
1.电压损失
输电线始端电压U与输电线末端电压U'的差值。ΔU=U-U'=IR。
2.功率损失
(1)远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的电功
率ΔP=I2R。
(2)若输电线上损失的电压为ΔU,则功率损失还可以表示为
Δ 2
ΔP= ,ΔP=ΔUI。
3.减小电压、功率损失的方法
4倍,输电电压U应变为( D )
A.4U
B.2U
1
C.4U
1
D.2U
解析 根据Pr=I2r,要使输电线上损耗的热功率Pr增大为原来的4倍,则电流
变为I'=2I,又输送功率P=UI=U'I'一定,则 U'=1U ,故选D。
2
1 2 3 4
2.(降低输电损耗的方法)(2024浙江嘉兴高二期中)长距离高压输电的示意
(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系?
提示 (1)P1=U1I1,P2=U2I2,P3=U3I3,P4=U4I4,ΔP=ΔUI2。P1=P2,P3=P4,ΔP=P2P3。
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(2)
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*缩短距离
R=ρ L S
*增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流
*提高输送电压
P=UI
P=I2R
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损 失的功率变为原来的多少倍？
交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器 高压输电
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
用
发
三峡水电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
交流直流输电之争
1882年爱迪生电气照明公司在伦 敦建立了第一座发电站，安装了 三台110伏“巨汉”号直流发电机， 这是爱迪生于1880年研制的，这 种发电机可以为1500个16瓦的白 炽灯供电。
VS
美国发明家威斯汀豪斯 组建了自己的 电气公司，致力于推广交流输电。
超高压送电
小结
THANKS
FOR WATCHING
演讲人: XXX
PPT文档·教学课件
25A 150V
6250W
250V 3750W
远距离输电的主要问题:
电流流过输电导线时，由于电流的热 效应，必然有一部分电能转化成热 而损失掉
P损＝I2R线
减少R线
方法一 方法二
如何减小输电线上的功率损失、 电压损失？
1.减少输电线的电阻
P=I2R
*选用电阻率小的金属作导线材料。
（一般用铝或铜）
电
电 站
U1
U2
升压变压器
U3
U4
高压输 电线路
降压变压器
单 位
输送功率
输送距离 送电电压 送电方式
100KW以下 几千千瓦 ～几万千瓦
几百米以内 几十千米 ～上百千米
220V
低压送电
35kv
高压送电
或者110kv
10万千瓦以上 几百千米以上 220kv或 更高
我国目前采用的远距离输电方式 110kv 220kv 330kv 500kv
R=ρ L S
*增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流
*提高输送电压
P=UI
P=I2R
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损 失的功率变为原来的多少倍？
交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器 高压输电
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
用
发
三峡水电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
交流直流输电之争
1882年爱迪生电气照明公司在伦 敦建立了第一座发电站，安装了 三台110伏“巨汉”号直流发电机， 这是爱迪生于1880年研制的，这 种发电机可以为1500个16瓦的白 炽灯供电。
VS
美国发明家威斯汀豪斯 组建了自己的 电气公司，致力于推广交流输电。
超高压送电
小结
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6250W
250V 3750W
远距离输电的主要问题:
电流流过输电导线时，由于电流的热 效应，必然有一部分电能转化成热 而损失掉
P损＝I2R线
减少R线
方法一 方法二
如何减小输电线上的功率损失、 电压损失？
1.减少输电线的电阻
P=I2R
*选用电阻率小的金属作导线材料。
（一般用铝或铜）
电
电 站
U1
U2
升压变压器
U3
U4
高压输 电线路
降压变压器
单 位
输送功率
输送距离 送电电压 送电方式
100KW以下 几千千瓦 ～几万千瓦
几百米以内 几十千米 ～上百千米
220V
低压送电
35kv
高压送电
或者110kv
10万千瓦以上 几百千米以上 220kv或 更高
我国目前采用的远距离输电方式 110kv 220kv 330kv 500kv