人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件


解:1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时,I1=200A;当U2=50KV时, I2=20A 2、由P损=I2R线, 当U=5KV时, P损1=(200)2×10=400KW 当U=50KV时, P损2=(20)2×10=4KW
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? 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压, 少数线路已经采用550KV 思考:是不是输电电压越高越好?为什么? 不是。电压过高,会增加绝缘有困难,因而架线的费 用增加,输电线路还容易向大气放电,增加电能的损 失。要综合考虑,选择合适的输电电压。 说明:一般大型发电机组发电电压是10KV左右,要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区,又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1.发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2,则输电导线上损耗的 功率可表示为: A.U12/R B.(U1-U2)2/R C .I 2R D.(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 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。 2、发热损失电能的计算:P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法: 由热功率计算公式可看出 (1)减小输电线的电阻 (2)减小输送的电流
2、 一小型水电站输出的电功率为 20KW,输电线总电阻为5Ω如果发 电机输出电压为400V,且直接进行 输电,输电导线上损失的电功率为多 少? 若改为2000V电压输电,则输电导线 上损失电功率又为多少?
3、输送P=10KW的电功率,采用U=400V
的电压输电,线路总电阻为R线=10欧。
(1)输电线中的电流是多少?
减小输电线上的功率损失分析
*缩短距离-不可能 *选用导电性能好的材料作导线。
(一般用铝或铜)
P=I2R
R=ρ L S
缺陷分 析
*增大导线的横截面-多种困难 *实际是多股绞线拧成的,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
例1:把功率200 kW电能用铝线送到10 km 处,要使功率损失10%,用110 V电压输电, 导线横截面积多大?若用11KV电压输电, 导线横截面积又为多大? 解析: 导线电流I=P/U,导线长为两地距离2倍。 ΔP=P×10%=I² R=(P/U)² ρ•L/S 解得:S=96000 mm² 。 如果U’= 11KV时,导线横截面积S’=9.6 mm² , 这样就节约了大量的导线材料。
例2、某发电机输出功率P=100千瓦, 发电机端电压U=500伏,向远距离输 电的输电线总电阻R=10欧。现要求输 电损耗为5%,用户得到的电压恰好为 220伏,则: ①画出输电线路的示意图; ②求出所用的变压器的原副线圈匝数比。
U1=500V
U2
10Ω U3 U4 =220V
解:线路上损耗的功率为P ′= 5000 W, ∵P ′=I2 2 R, ∴电流为I2 =25A。
(2)输电线上损失的电压是多少?用户得到 多少电压? (3)输电线上损失的功率是多少?用户得到 多少有用功?
4、某交流发电机的输出电压为220V,输出 的电功率为4400W,发电机到用户的输电线 的电阻为10Ω ,求 如果用匝数比为1:10的升压变压器升压后 用户处再用匝数比为10:1的降压变压器降 压后使用,那么用户得到的实际电压和电 功率又是多少?
电能的输送
复习回顾
理想变压器
1、结构 电 源
∽ U1
n1
n2
U2 ∽ 负

结构示意图
副线圈
原线圈
闭合铁芯
2、符号图
n1 n2
电路中的符号
3、原理
互感现象
4、基本规律(一个副线圈)
功率
电压
电流
P入=P出 U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n1
为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源 地方
U4
n1
n4
P4
R负
输电线路的电压、电流、功率的关系
I1
P1 发 电 ~ U1 厂
n1
I2
U2 P2
∆U、∆P
I3
I4
用 户
P3 U3
P4 U4
n2
n3
n4
电压:U1\U2=n1\n2;U3\U4=n3\n4 ;U2=U3+ ∆U ; 电流:I 1\I2=n1\n2;I3\I4=n3\n4; I2=I3 功率:P1=P2;P3=P4; P2=P3+ ∆P
形成全国性或地区性输电网络,这就是电网。
2、现在,有的还与外国联网,形成来自际化的电网3、优点:(1)减少发电设施的重复建设,降低运输成本
(2)可保证发电和供电的安全可靠,方便调整供需
平衡 使电力供应更加可靠、质量更高。
小结
1.输电导线的功率损失分析
减小电阻(受条件制约) 高电压输电(应用广泛) P损=I2R=P2R线/U2送
线路上的电压为U′=I2 R=200V, U2 =P/I2 =100000/25=4000V, ∴n1/n2 =U 1/U2 =1 /4 U3=U2 -U ' =3800V 又因为U4 =220V 所以,n3/n4 =U 3/U4 =190 /11
四.电网供电
1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来,
实际采用几种输电方式
输送功率 100KW以下 几千千瓦 ~几万千瓦 输送距离 几百米以内 几十千米 ~上百千米 送电电压 220V 35kv 或者110kv 220kv或 更高 送电方式 低压送电
高压送电
10万千瓦以上 几百千米以上
超高压送电
输电线路示 意图
U1
U2 n2 P1 P2
r线
U3 n3 P3
思考 讨论
如何减少输电中的功率和电压损 失呢?
P损
P I R U
2 线
输送
输送
l s
2
结论:在输送功率和线路电阻一定时,线 路中损失的功率与输送电压的二次方成反 比。所以提高输送电压不仅能大幅度的减 少电能的损失,节约输电线耗材,还大大 减少了架线的困难。
体会高压输电的优点
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人教版高中物理选修(3-2)第5章第6讲《电能的输送》ppt课件

人教版高中物理选修(3-2)第5章第6讲《电能的输送》ppt课件

(1)一昼夜输送电能E=Pt=12 000度 终点得到的电能E′=7 200度
(2) P 损=PU2·R 线∝U12, 现在要求 P 损′=P·2%=10 kW,
η = E′/ E =60% P损=4800KW损=I2R线
原来 P 损=2 200 kW, 计算可得输电电压应调节为 U′=22.4 kV.
课堂讲义
电能的输送
一、降低输电损耗的两个途径 1.输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算:设输电电流为I,输电线电阻为R线,则输电线上的功 率损失为Δ P=I2R线
(2)减小输电线上功率损失的方法. ①减小输电线的电阻 R 线:由 R 线=ρLS得,要减小 R 线,在 L 保持 不变的情况下,可以减小 ρ,增大 S. 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.
(3)处理远距离输电问题.
首先要画出输电线路示意图,并将已知量和待求量写在电路图的相 应位置.
其次解题时要抓“两头”——电源、用电器.要注意“中间一条 线”——输电线,以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回 路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来, 利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.
一、降低输电损耗的两个途径
1.故障 电压 频率 电能
2.I2R线 电阻率小
增加
电流 提高
二、电网供电
1.升压变压器 3.运输成本
降压变压器
质量
可靠
想一想 在图中,甲同学说U2=I2R线,乙同学说 P2=I22R线.他们的说法对吗?正确关系是什么?
答案 都不对,I2R 线是输电线上损失的电压,I22R 线是输电线上 损失的功率,正确关系是 U2=I2R 线+U3,P2=I22R 线+P3.

物理:5.5《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt课件

物理:5.5《电能的输送》(人教版选修3-2)ppt课件

降压变压器
;
16
二、远距离输电原理图
I1
P1
F
U 1 n1
I 2
P2
n2
U 2
I3 r
线
P3
U n3 3
I4
P4
n4
U 4
R 用
升压变压器 功率关系:
降压变压器
P1=P2,P3=P4,P2=Pr+P3
;
17
I1
P1
F
U
n1
1
I 2
P2 n2 U
2
I3
r
线
P3
U n3 3
I4 P4 n4 U
4
R 用
A、
B、
C、
D、
A
U
2 1
(U 1 - U 2 )2
R
R
I 2R
I(U1 -U2)
;
20
远距离输电示意图
;
21
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?
思考
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,建设费用越高。
升压变压器 电压关系:
降压变压器
U 1
U 2
n
U
1,
3
n
U
2
4
n 3 ,U
U
+U
n
2
r
3
4
;
18
I1
P1
F
U 1 n1
I 2
P2
n2
U 2
I3 r

人教新课标高中物理选修3-2_5.5电能的输送课件(46张ppt)

人教新课标高中物理选修3-2_5.5电能的输送课件(46张ppt)

【针对训练】 2.北京奥运场馆的建设体现了“绿色 奥运”的理念.如图所示,作为北京奥运会主场 馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位, 其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心 悦目之感.还隐藏着一座年发电量约为98 550千瓦 时的太阳能光伏发电系统,供给体育馆内的照明 灯等使用.假如该发电系统的输出功率为1×105 W.求:(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电 系统一年(365天计)能输出多少电能? (2)假若输出电压250 V,现准备向远处输电.所用 输电线的总电阻为8 Ω,要求输电时在输电线上损 失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V电压,求应选用匝数比多大的升压变压器.
• 误区一:分不清远距离输电线路中的输电电压 与导线电压 • 【典型例题】 1.远距离输送一定功率的交变电 流,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线 上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中, 正确的是 • ①输电线上的电功率损失是原来的1/n; • ②输电线上的电功率损失是原来的1/n2; • ③输电线上的电压损失是原来的1/n; • ④输电线上的电压损失是原来的n倍. • A.①② B.②③
第五章 交变电流
第五节
电能的输送
• 1.理解远距离输电电线上的能量损失与哪些因 素有关.(重点) • 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.(重点+难点) • 3.了解交变电流从变电站到用户的输电过程及 电网设计.
• 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 的 稳定. • 3.经济:输电线路的建设和运行要费用低,能 量损耗少.
• 远距离输电的分析与计算
• 某发电站的输出功率为104 kW,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.已知输电线的电阻率ρ=2.4×10-8 Ω·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: • (1)升压变压器的输出电压; • (2)输电线路上的电压损失.

高中物理选修3-2电能的输送课件PPT

高中物理选修3-2电能的输送课件PPT

升压变压器
降压变压器
二、在高压输电三个回路中,各部分的功率、电压 和电流关系
I1
P1 I2 P2 ∆U
I3
P3 U 3 n3
I4 2
n4 U 4
R用
升压变压器
降压变压器
功率关系: P1 P2
U 1 n1 电压关系: U n 2 2
P2 P P3 U 2 U U 3
3.远距离输送一定功率的交变电流,若输送 电压提高为原来的n倍,则(BC ) A.输电导线的电功率损耗为原来的1/n B.输电导线的电功率损耗为原来的1/n2 C.输电导线的电压损耗为原来的1/n D.输电导线的电压损耗为原来的n倍
4.
D
5.
C
(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2;1/5 (2)输电线路导线电阻R线; 20欧 (3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n3:n4。 95/11
∆U
升压变压器
降压变压器
输电电流:
P3 U P2 I线 I 2 I 3 U 2 U3 r
输电线上电压损耗:
U U 2 U3 I线r
I 发 电 厂
r
U
用 户
输电电路图
讨论与交流:
1、降低输电损耗的途径是什么?
减少输电线的电阻 由ΔP=I2r可知: 减少输电线的电流 可减少功率损失。
2、若采用减小导线电阻的方法,在输电距离一定 的情况下,应采用什么措施?
(1)增加导线的横截面积S (2)减少材料的电阻率ρ
L 由 R 可知: S
2 2 线
功率损耗:
U P P2 P3 I r UI线 r
课堂小结
1)高压输电是降低输电线路损耗的有效途 径 2)输电过程中,输电导线上功率、电压、电流 之间的关系

高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2

高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2

低压输电线路: 输电电压220V------输电功率100kW以下, 距离为几 百米以内。 高压输电线路: 输电电压35kV或110kV------输电功率100kW以下,
距离为几十千
米到上百千米。 超高压输电线路: 输电电压220kV以上------输电功率10万kW以上, 距 330KV、 以上。 500KV、 750KV 离为几百千米
1.减少输电线的电阻
选用电阻率小的金属作导线材料。 (一般用铝或铜) 缩短距离 增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流 讨论: 能不能由I=P/U减小p来 减小电 流? 输送功率P是一定的 由P=UI 增加U 减少I r
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? 再思考:是不是输电电压越高越好?为什么?
n2
P1=P2
n3
n4
功率关系: 电压关系:
, P2= ∆P+P3 , P3=P4 U2= ∆U +U3
U1 n1 U 2 n2
U 3 n3 U 4 n4
电流关系:
I1 n2 I 2 n1
I2=I3
I 3 n3 I 4 n4
知识运用
25A
250V
150V
6250W 如何减少输电中的功率损失?
3750W
作出示意图
课堂练习 1.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,通过导线的电流为 I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线 损耗的式子中,不正确的是( ) A、 B、 C、
U 12 R
D、
(U1 U 2 ) 2 R
I R
2
I (U1 U 2 )
试试看 一般说,发电厂发出的电只有几千伏,若要进行几百公里 的传输,你能设计出简单的远距离输电电路吗?讨论一下, 画出简单示意图!

人教版高中物理选修3-2课件: 5.5 电能的输送 (共37张PPT)

人教版高中物理选修3-2课件: 5.5  电能的输送 (共37张PPT)
从另一方面看, 应对突发事件的预 案和相应的训练近 年来得到了重视, 这在停电事款了重 大作用。在组约, 警方曹就如何散固 在地铁通道和高楼 大厦里的人员,进 行了几个练。从克
在没有的情况下穿行于城市各条街道。警察、消防人员和紧急情观处理人 员在这次危机中表现因之一是他们为应对突发事件做了全面准备。
P2 U2
带入数据得: 200000 110
1818.18A
电压损失为: U损 = I2 r = 1818.18×0.05 =90.91V
同理:用11KV电压输电,此时电路中的电流:
I2 18.18A U损 0.91V
4、如果用220V和11kV两种电压来输电,设输送的电功率、 输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同,求导线 的横面积之比。
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。
高压输电
目前我国常用的远距离输电采用的电压有:110 kV、220 kV、330 kV,输电干线已经采用500kV高压, 西北电网的电压甚至达到750kV。
是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,会 增加绝缘难度,提高架线费用,还容易引起输电线路 向大气放电,增加能量损失。实际输送电能时,要综 合考虑,如输送功率的大小、距离的远近、技术和经 济要求等,要依照不同情况选择合适的输电电压。
②减小输电线的长度L不可行,输电距离一定。
③增加导线的横截面积S,可适当增大横截面积。但是要增大 导线的截面积,就要多耗费金属材料,这不但使造价提高,而 且会使金属导线太重,既不经济又架设困难。
2、减小导线中的输电电流 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。
三、电网供电
四、输电线路中的参量关系

人教版高中物理选修3-2第五章5.5《电能的输送》PPT课件 (共22张PPT)

必须采用220kV 甚至更高的电压送电。这就是所谓 超 高压输电。
● 目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV
和330kV, 在少数地区已开始采用500kV的超高压送电,
西北电网达到750kV。
。●●
目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。 大型发电机发出的电压,等级有 10.5kV、13.8kV、
15.75kV、18.0kV。
是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求越高,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。
小结
作出示意图
发电机的端电压为220 V,输出功
1.输送功率为100kW 以下, 距离为几百米以内,一
般采用220V 的电压送电 。这就是通常用的 低压线路。
2.输送功率为几千kW 到 几万kW,距离为几十km到 上百km, 一般采用35kV 或110kV 的电压送电。这就是
所谓 高压输 电。
3.如果输送功率为10 万kW 以上,距离为几百km,就
高中物理 选修3-2 第五章
5. 电能的输送
输电线 r

源 U送
用 户
输电线
电能在输送过程中存在电能的损耗
1.电能损耗主要损耗在哪里
输电线上电阻的热损耗
导线不光滑造成的尖端放电也会产生电能损耗,但是相对来讲这种 损耗较小,一般不计
2、降低输电损耗的途径是什么?
由ΔP=I2r可知:
减小输电线的电阻 减少输电线的电流
2.功率关系 P1=P2,P3=P4,P2=P 线+P3 3.电压、电流关系 UU12=nn12=II21,UU34=nn34=II43 U2=U 线+U3,I2=I3=I 线. 4.输电电流:I 线=UP22=UP33=U2R-线U3. 5.输电导线上损耗的电功率:P 线=I 线 U 线=I2线R 线,P 线=UP222R 线.

物理选修3-2人教版 5.5电能的输送 (共32张PPT)[优秀课件资料]

n= 192
当你的才华还撑不起你的野心时,你就该努力。心有猛虎,细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的,潜能是逼出来的,习惯是养成的,我的 成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持,要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
∴n1/n2 =U 1/U2 =350 / 2800=1 /8
U3=U2 -U r=2660V
U4 =220V
n3/n4 =U 3/U4 =2660 / 220 ≈ 12 /1
例5、 学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,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 为 R=4Ω , 全 校 22 个 教 室 , 每 个 教 室 用 “ 220V , 40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则:⑴发电机的输出功率多大?⑵发电机的电
输电线上的电流
2
降压变压器上: U3=4U4=880V
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V 输电线上的电压损失为:UR=IRR=24V
因此升压变压器的输出电压为 U2=UR+U3=904V,
输入电压为U1=U2/4=226V,
所以发电机输出功率为 P出=U1I1=5424W
输入电流为I1=4I2=24A, ⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W
U1=5000(v)
P1=107(W) Pr=I22r==0.04P1=4×105(W)
I22=Pr/r=4×105/160
I2=2×102/4=50(A)
U2=P2/I2=P1/I2=107/50=2× 105(V) n1/n2=U1/U2=5 ×103/ 2×105=1/40
UU3r==UI22r-U=8r000(V)
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