高二物理电能的输送PPT教学课件
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人教版高中物理复习课件电能的输送共38张PPT[可修改版ppt]
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△U
I
R
P输
发
电
U输
机
P用=？
用
户
U用=？
三、发现问题
远距离输电时，由于输电线的电阻上的电阻较大， 致使输电线上的电压损失和电功率损失较大，大量电 能经输电导线以热量的形式散耗在空气中，用户得到 的电功率要远小于输送时的电功率，造成了电资源的 浪费，输送端用户用电器不能正常工作。
四、分析问题
1、电能主要在哪里损失？
六、方案的实施
1．发电机输出功率P一定，如何减少输电线上的电流？
发电机输出功率P一定，要减少电流，根据I=P/U，就要提高输电电压， 采用高压输电
2．如何获得高压来输电呢？
3.输送到用户处时，如何使用电器正常工作呢？
4.请设计远距离输电的整体流程图？
用降压变压器
n3
n4 用
户
p3
p4
U4
n4 n3
U
3
P3 Hale Waihona Puke P4用升压变压器n1
n2
p1
p2
U2
n2 n1
U1
P2=P1
远距离输电流程简图：
I1
I2
I3
I4
P1
P2
请同学们试着分析：
P3
P4
（1）各个功率之间的关系 （2）各个电压之间的关系 （3）各个电流之间的关系
四、远距离高压输电原理图
I1
n1 n2 I 2
I3 n3 n4
I4
r线
～ U 1 P1
（二）层层设问 进行新课
一、提出问题
三峡水电站向我市供电，怎样将电能输送过来呢？
用输电导线将发电机和用电器连接起来
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
20
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．
11-11-25高二物理《电能的输送》(课件).ppt
(1)减少输电线的长度L
由
R ρ L 可知：
S
(2)增加导线的横截面积S
(3)减少材料的电阻率ρ
湖南长郡卫星远程学校
做一做：
把功率为220KW的电能用铝导线输送到10km 以外的地方，要使功率损失为输送功率的10%，用 220V的电压输电，导线横截面积大约为多少?(已知
铝的电阻率ρ=2.9×10-8Ω·m) (S=132cm2)
减小输送功率P 可减小输电电流。 提高输电电压U
能否通过减小输送功率来减小输电电流?
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。
湖南长郡卫星远程学校
做一做：
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的 导线输送到远方的用户，用220V的电压输电， 导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压 输电，导线损失的功率又为多少？
I1
P1 F U 1 n1
I2
P2 n2 U2
I3 r线 P3
U3 n3
I4
P4
n4 U4
R用
湖南长郡卫星远程学校
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
P I1 U1
由 I1 n2
I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上
P
I
2 2
R
( n1 P )2 R n2 U 1
用户得到的功率
P用 户
P
ΔP
P
(
n1 n2
想一想：
在各种金属中银的电阻率最小，但价格昂贵， 目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线，导线的横 截面积能否无限制地增大？
高中物理人教版选修32 5.5 电能的输送(共33张PPT)
r I2
nP22U2
I3
线 P3
U3n3
I4
P4
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
机械功率P=mgh/t=1000×4 × 9.8 ×5=1.96 ×105W
发电机的输出功率P1=0.5 ×P= 9.8×104W
∵线P路r=上I2 损2 r,耗的功率为P∴r=电4流90为0 IW2，=35A， U2 =P2/I2 =2800V, 线路上的电压为Ur=I2 r=140V，
U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V) U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)
Pr=I22r=16(W)
P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)
交流高压输电基本环节示意图
发
电 机
U1
U2
U3
U4
用 电
器
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
二、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I2=50(A)
I1=P1/U1=103
n1/n2=I2/I1=50/ 1000=1/20
(2) U2=n2U1/n1=105 U3=U2-Ur=105-50×80=96×103(v)
（2）使用变压器
I2
I3
I4
P´r=P0-P2=I22r=(P0/U2)2r
U1 U2
N1/N2=U1/U2
N1 U1 (P0 P2)
(P0-P1)/ (P0-P2)= I2r/ I32r
N2 U2 (P0 P1)
P1=I2R
P2=I42R
n1 I4 P2(P0 P1)
I2=P1/R=P1I42/P2 n2 I3 P1(P0 P2)
物理人教版(2019)选择性必修第二册3.4电能输送(共35张ppt)
1
A.ΔP′＝4ΔP
1
C.ΔU′＝4ΔU
1
B.ΔP′＝2ΔP
1
D.ΔU′＝2ΔU
P
由输电电流 I＝U知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为
1
原来的2，损耗的电功率 ΔP＝I2r，故输电电压加倍，损耗的电功率变为
1
1
原来的 4，即 ΔP′＝ 4ΔP；输电线上损失电压为 ΔU＝Ir，即输电电压
2.理清三个回路：
升压变压器
U 1 n1
电压关系：
U 2 n2
I 1 n2
电流关系：
I 2 n1
功率关系：
P1 P2
降压变压器
ΔU = U2 − U3
I 2 I3
= 2 − 3
U 3 n3
U 4 n4
I 3 n4
I 4 n3
P3 P4
I2＝I3＝I线
小试牛刀
大展身手
别为 1∶3 和 3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作
时，
（ BC ）
A.
B.
C.
D.
1 与2 一样亮
2 比1 更亮
1 上消耗的功率比2 的大
1 上消耗的功率比2 的小
Байду номын сангаас
1.输送过程及基本关系式
升压变压器
U 1 n1
电压关系：
U 2 n2
I 1 n2
电流关系：
I 2 n1
新课引入
1.发电的地方：大多在我国中西部
秦山核电站
三峡水电站
内蒙古光伏发电站
新疆风力发电站
2.用电的地方： 用电量大的城市大多在东部沿海
A.ΔP′＝4ΔP
1
C.ΔU′＝4ΔU
1
B.ΔP′＝2ΔP
1
D.ΔU′＝2ΔU
P
由输电电流 I＝U知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为
1
原来的2，损耗的电功率 ΔP＝I2r，故输电电压加倍，损耗的电功率变为
1
1
原来的 4，即 ΔP′＝ 4ΔP；输电线上损失电压为 ΔU＝Ir，即输电电压
2.理清三个回路：
升压变压器
U 1 n1
电压关系：
U 2 n2
I 1 n2
电流关系：
I 2 n1
功率关系：
P1 P2
降压变压器
ΔU = U2 − U3
I 2 I3
= 2 − 3
U 3 n3
U 4 n4
I 3 n4
I 4 n3
P3 P4
I2＝I3＝I线
小试牛刀
大展身手
别为 1∶3 和 3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作
时，
（ BC ）
A.
B.
C.
D.
1 与2 一样亮
2 比1 更亮
1 上消耗的功率比2 的大
1 上消耗的功率比2 的小
Байду номын сангаас
1.输送过程及基本关系式
升压变压器
U 1 n1
电压关系：
U 2 n2
I 1 n2
电流关系：
I 2 n1
新课引入
1.发电的地方：大多在我国中西部
秦山核电站
三峡水电站
内蒙古光伏发电站
新疆风力发电站
2.用电的地方： 用电量大的城市大多在东部沿海
人教版高二物理选修3-2课件：5.5电能的输送(共43张PPT)
n2 U 2
I3
r线
P3
U 3 n3
I4
P4
n4 U 4
R用
升压变压器
P=I2r 降压变压器
第17第页1共7页67 页
名师一号P52-P53
例3、巩固练习3
第18第页1共8页67 页
三､有关高压输电中的定量计算
例3:有一台内阻1 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如下图所示.升压变压器 匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻R=4 Ω.全校共22个 班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光.则:
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
3）、电流关系：
I1 I2
n2,I3 n1 I4
n n3 4,I2Ir
I3
第16第页1共6页67 页
二、远距离输电的问题：
3、方法：“中间开花两头结果”。
I1
P1
F U 1 n1
I2
P2
巩固练习3:发电机的端电压为220 V,输出的电功率为44 kW,输电线电阻为0.2 Ω, 如果直接向用户供电,求用户得到的电压和电功率各是多少?如果发电站用匝数 比为1:10的变压器将电压升高,经过同样的输电线后再用匝数比为10:1的变压器 将电压降低供给用户,用户得到的电压和电功率各是多少?
有P损
1 U2
则有U2 P损1 P损1 / P 20% 2.
U1
P损2
P损2 / P
5%
所求输送电压U2 2U1 440 V.
I3
r线
P3
U 3 n3
I4
P4
n4 U 4
R用
升压变压器
P=I2r 降压变压器
第17第页1共7页67 页
名师一号P52-P53
例3、巩固练习3
第18第页1共8页67 页
三､有关高压输电中的定量计算
例3:有一台内阻1 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如下图所示.升压变压器 匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻R=4 Ω.全校共22个 班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光.则:
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
3）、电流关系：
I1 I2
n2,I3 n1 I4
n n3 4,I2Ir
I3
第16第页1共6页67 页
二、远距离输电的问题：
3、方法：“中间开花两头结果”。
I1
P1
F U 1 n1
I2
P2
巩固练习3:发电机的端电压为220 V,输出的电功率为44 kW,输电线电阻为0.2 Ω, 如果直接向用户供电,求用户得到的电压和电功率各是多少?如果发电站用匝数 比为1:10的变压器将电压升高,经过同样的输电线后再用匝数比为10:1的变压器 将电压降低供给用户,用户得到的电压和电功率各是多少?
有P损
1 U2
则有U2 P损1 P损1 / P 20% 2.
U1
P损2
P损2 / P
5%
所求输送电压U2 2U1 440 V.
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，
电能的远距离输送课件(22张PPT)高二物理鲁科版2019选择性必修第二册
压为2 ,下列4个计算输电线功率损耗的式子中，不
正确的是( A )
1 2
A．
C．2
(1 −2 )2
B．
D．(1 − 2 )
∆ = = ∆ = −
(∆)
=
变式 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压
=
′
=
= A,∆ = = kW，∆ = = kV
′
= A,∆′ = ′ = kW，∆ = ′ = 00V
输电电压越高，损耗越小
思考 采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用
户使用。如何确定降压变压器的匝数比呢？
新课学习 高压交流输电与直流输电
为500V,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5,两
变压器间输电线的总电阻为1.5Ω,降压变压器的
输出电压为220V,不计变压器的损耗.求：
(1)升压变压器的副线圈两端电压；
=
→ =
=
×
= V
变式 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压
除输电线电阻外，电容和
电感也会造成电能损耗
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直Leabharlann 输电电流关系：
=
=
= =
例题 发电厂发电机的输出电压为1 ,发电厂至学校
的输电线电阻为,通过导线的电流为,学校输入电
正确的是( A )
1 2
A．
C．2
(1 −2 )2
B．
D．(1 − 2 )
∆ = = ∆ = −
(∆)
=
变式 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压
=
′
=
= A,∆ = = kW，∆ = = kV
′
= A,∆′ = ′ = kW，∆ = ′ = 00V
输电电压越高，损耗越小
思考 采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用
户使用。如何确定降压变压器的匝数比呢？
新课学习 高压交流输电与直流输电
为500V,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5,两
变压器间输电线的总电阻为1.5Ω,降压变压器的
输出电压为220V,不计变压器的损耗.求：
(1)升压变压器的副线圈两端电压；
=
→ =
=
×
= V
变式 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
输给用户.已知发电机的输出功率是500kW,端电压
除输电线电阻外，电容和
电感也会造成电能损耗
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直流输电
新课学习 高压交流输电与直Leabharlann 输电电流关系：
=
=
= =
例题 发电厂发电机的输出电压为1 ,发电厂至学校
的输电线电阻为,通过导线的电流为,学校输入电
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I3/I4n=2/n ；I3
3）n功4/率n3关系P1：P1 2 = ，P3P+P2=
P，4
P3P=2
U2
；
UP33
损U2RU3
4）输电I2 2电R P 流2 ：P3 I(2=2U U3)2IUR 损 2
；
5）损耗功率：
巩固练习
发电机的端电压220V，输出电功率44kW，输电导 线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级匝数之比为 1:10的升压变压器，经输电线后，再用初、次级 匝数比为10:1的降压变压器供给用户。
D 若要使输电损失的功率不变，可将输电线的面积减小 为原来的1/20
三、输电线路示意图
I1
P1 ~ U1
U损、P损
I2
R
U2 P2
I3
I4
用
P3 U3
P4 U4
户
n1 n2
升压变压器
n3 n4
降压变压器
U2=
，n1U/n32/U4= U3+U；
2）电n3/流n4关系：I1/I2= 损，I2= ，
1）画出全过程的线路示意图。
2）求用户得到的电压和功率
219.6V； 3）若不经过变压而直接送4到.3用9户2，×求10用4户W得到的电
压和功率。
180V；3.6×104W
提高练习
某发电机输出功率为100kW，输出电压是250V， 用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω， 若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：在输电线路中设置的升、降压变压 器原、副线圈的匝数比。
巩固练习：
某电站用11KV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220KV送
电，下面哪个正确（ 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1/20倍
C 因P=U2/R,所以输电线上损失的功率为原来的400倍
1:20；240:11
A. U1:U2 B. U12:U22 C. U22:U12 D. U2:U1
2 降低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： 不可行
②减小电阻率： 用铜或铝
③增大导线的横截面积S 有一定限度
2）减小输电电流 I
P损I2R(U P)2R
提高输电电压U：
P一定，R一定， U提高到原来的n倍，P损降为原来的1/n2倍
发 电~ U
厂P
R
用 电
②电压损失:U损= IR ；
U用 设
备 ③功率损失:P损= I2R；
④用户得到U用=U-U；损 ⑤用户得到P用= P-P损。
例：如果输送的电功率为P，输电 电压为U，输电线的总长度为L，横截 面积为S，电阻率为 。
则功率损失可表示为 ：
P损(U P)2S L
巩固练习:
输电导线的电阻R，输送电功率P， 现分别用U1和U2两种电压来输电， 则两次输电线上损失的功率之比为 （ ）C
5.5 电能的 输送
一、电能的输送
１.电能的突出优点:
便于远距离输送
２.输送电能的基本要求：
可靠—保证供电线路可靠地工作，少有故障 保质—保证电能的质量（电压和频率稳定） 经济—输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少
二、降低输电损耗的两个
１. 电功率损失 途径
U损 P损 I
① 输电电流:I= I＝；P/U