2 7远距离输电详解
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高中物理远距离输电
高中物理远距离输电在电力系统中，电能从发电厂输送到用户端需要经过长距离的传输。
由于发电厂和用户之间的距离往往较远，因此需要采取一些措施来确保电能能够安全、高效地传输。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识，对于我们了解电力系统的基本概念和解决相关问题具有重要意义。
一、远距离输电的基本原理在远距离输电中，发电厂将产生的电能通过升压变压器升压，然后通过高压输电线路传输到降压变压器，最后将电压降低到用户端所需要的电压等级，输送到用户端。
在这个过程中，升压变压器将电压升高，使得电流减小，从而降低传输过程中的电能损失。
二、远距离输电的优缺点远距离输电的优点主要包括：1、能够将电能输送到较远的距离，覆盖更大的供电范围；2、传输容量大，能够满足大型城市和工业园区的电力需求；3、传输效率较高，能够减少传输过程中的电能损失。
远距离输电的缺点主要包括：1、建设成本较高，需要投入大量资金建设输电线路和配套设施；2、容易受到气候、地理环境等因素的影响，如雷击、冰灾等自然灾害会对输电线路造成损害；3、需要采取措施来保护环境和生态平衡，避免在输电线路建设过程中对环境和生态造成破坏。
三、高中物理课程中的远距离输电知识在高中物理课程中，远距离输电是电磁感应和交流电理论应用的一个重要方面。
学生需要了解变压器的工作原理、交流电的频率和波形、三相交流电的产生和传输等方面的知识。
学生还需要了解输电线路的电阻和电感对传输电流的影响，以及如何采取措施来降低传输过程中的电能损失。
四、结论远距离输电是电力系统中的重要组成部分，对于保障人们的生产和生活用电需求具有重要意义。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识是理解电力系统基本概念和解决相关问题的基础。
在未来的学习和工作中，我们还需要进一步深入学习和研究电力系统中的远距离输电技术，为保障电力系统的安全、稳定、高效运行做出贡献。
顾城的《远和近》是一首极富哲理性和情感深度的小诗，它以独特的视角揭示了人际关系中的微妙复杂性和心理距离的深远影响。
高中物理 2.7远距离输电课件 粤教版选修32
第十一页，共26页。
(双选)在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压
为 U，所用导线电阻率为 ρ，横截面积为 S，总长度为 L，输电线
上损失的电功率为 P′，用户得到的电功率为 P 用，则 P′、P 用
的关系式正确的是( )
A．P′＝Uρ2LS C．P 用＝P－Uρ2LS
B．P′＝PU2ρ2SL D．P 用＝P(1－PUρ2LS)
第五页，共26页。
思考：高压输电是现在最常见的远距离输电模式，高压输电 有没有缺点？输送的电压是不是越高越好？
【答案】高压输电虽然能够减小由于输电线电阻造成的能量 损失，但是输电线路上的电容和电感仍然会使输送的能量损 失．电压越高，能量损失越小，但是技术难度越大，并不是输送 的电压越高越好．
第六页，共26页。
知识点 1输电线上的电压损失和功率损失 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 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＝IΔU＝ΔRU2.
第七页，共26页。
3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线路电阻 由 R＝ρSl 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．由于导线电阻的减小是有限的，所以用减小电阻的方法也是 很有限的，因此通常都采用升高电压的方法进行远距离输电．
图 2-7-2
第十四页，共26页。
2．分析三个回路，在每个回路中变压器的原线圈是回路的 用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．
3．综合运用下面三个方面的知识求解 (1)能量守恒，P＝U1I1＝U2I2＝P 用户＋ΔP，ΔP＝I22R，P 用户＝ U3I3＝U4I4； (2)电路知识，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R； (3)变压器知识，UU12＝II12＝nn12，UU34＝II43＝nn34.
(双选)在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压
为 U，所用导线电阻率为 ρ，横截面积为 S，总长度为 L，输电线
上损失的电功率为 P′，用户得到的电功率为 P 用，则 P′、P 用
的关系式正确的是( )
A．P′＝Uρ2LS C．P 用＝P－Uρ2LS
B．P′＝PU2ρ2SL D．P 用＝P(1－PUρ2LS)
第五页，共26页。
思考：高压输电是现在最常见的远距离输电模式，高压输电 有没有缺点？输送的电压是不是越高越好？
【答案】高压输电虽然能够减小由于输电线电阻造成的能量 损失，但是输电线路上的电容和电感仍然会使输送的能量损 失．电压越高，能量损失越小，但是技术难度越大，并不是输送 的电压越高越好．
第六页，共26页。
知识点 1输电线上的电压损失和功率损失 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 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＝IΔU＝ΔRU2.
第七页，共26页。
3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线路电阻 由 R＝ρSl 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．由于导线电阻的减小是有限的，所以用减小电阻的方法也是 很有限的，因此通常都采用升高电压的方法进行远距离输电．
图 2-7-2
第十四页，共26页。
2．分析三个回路，在每个回路中变压器的原线圈是回路的 用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．
3．综合运用下面三个方面的知识求解 (1)能量守恒，P＝U1I1＝U2I2＝P 用户＋ΔP，ΔP＝I22R，P 用户＝ U3I3＝U4I4； (2)电路知识，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R； (3)变压器知识，UU12＝II12＝nn12，UU34＝II43＝nn34.
高中物理 2.7 远距离输电课件 粤教版选修3-2
C．据公式 P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为 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将增 大为原来的 400 倍
解析：在输电功率 P 一定时，输电线上的电流由公式 I＝ P/U 决定．当 P、R 一定时，输电线上的功率损耗由公式 P 损＝ I2R＝UP2R 决定．
降压变压器次级的输出电压和电流： U4＝nn43U3＝219.6 V，I4＝nn34I3＝200 A 用户得到的功率：P4＝U4I4＝43.92 kW (3)若不采用高压输电，线路损失电压为： U′R＝I1R＝40 V 用户得到的电压：U′＝U1－U′R＝180 V 用户得到的功率为：P′＝U′I1＝36 kW. 答案：见解析
【例题】输电导线的电阻为 R，输送电功率为 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( )
A．U1∶U2
B．U21∶U22
C．U22∶U21
D．U2∶U1
解析：由 P＝UI 得输电线中的电流 I＝P/U，输电线上损失
的功率 P 损＝I2R＝UP2R＝PU2R2 ，即在输送功率和输电线电阻不变
答案：AC
题型1 远距离输电问题的分析与计算
【例题】水电站给远处山村送电的输出功率是 100 kW，用 2 000 V 电压输电，线路上损失的功率是 2.5×104 W，如果改用 20 000 V 高压输电，线路上损失的功率是多少？
解析：因 P＝UI，所以用 2 000 V 送电， 电流为 I1＝UP1＝1020000000 A＝50 A
(1)输电线上的电压损耗 U 损＝ U2－U3＝I2R＝UP12ρ2SL∝U12S，输 电线上的电功率损耗为 P 损＝P2－P3＝ U 损 I2＝ I22R＝UP122·ρ2SL ∝ 压U变122压S，器其间中的U距2 是离输．电输电电压效、率S为是η输＝电P1导－P1线P损的＝截1－面UP积122R、L 是升降
2019年高中物理第二章交变电流第七节远距离输电讲义含解析粤教版选修3_2
远距离输电1．电能输送中线路上的功率损失ΔP＝I2R线，电压损失ΔU＝IR线。
2．减小电能损耗的方法是：采用高压输电和减小导线电阻。
3．高压直流输电能够减少电感和电容引起的电能损失。
一、从发电站到用户的输电线路1．大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过变压器升高到几十万伏，然后进行远距离输电，当电能被输送到用电区域后，再根据不同的用电需求，用变压器将电压降低，这就是远距离输电。
2．实验表明：在输电导线的电阻不变的前提下，提高输电的电压，减小输电电流，可以达到减少输电过程中的功率损耗，更有效地输送电能的目的。
二、为什么要采用高压输电1．电功率损失：输电导线上有电阻，当电流通过时，由于电流的热效应会引起电功率的损失。
可以考虑通过减小输电导线的电阻或减小输送电流来减少电功率的损失。
2．高压输电：减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利：其一，耗费更多的金属材料；其二：会使导线太重，给架线带来很大困难。
只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠提升电压来实现。
三、直流输电1．过程发电机发出的交变电流经变压器升压后，由换流设备将交变电流变为直流，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流变为交变电流，经变压器降压送给用户。
2．优点消除电容、电感引起的电能损失，线路损耗小。
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。
(√)(2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。
(√)(3)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料，输电线损失的功率大。
(×)(4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。
(×)(5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。
(√)(6)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。
高中物理 2.7远距离输电课件 粤教版选修32
二、远距离高压交流输电 1．远距离输电电路分析 两个变压器的铁芯将整个电路分为三个独立的电 流回路，如图2－7－4所示：
2021/1/30
图2－7－4
交流发电机作为电源，升压变压器的原线圈作为负 载，构成第一个回路； 升压变压器的副线圈作为电源，输电线电阻和降压 变压器的原线圈串联作为负载，构成第二个回路； 降压变压器的副线圈作为电源，用户的用电器作为 负载构成第三个回路．
2021/1/30
图2－7－3
2．输电线上的电压损失和功率损失 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． 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．
2021/1/30
(2)第二次把带鳄鱼夹的导线夹在电阻两端时，小 灯泡亮度也会增加，且在第二种情况下比第一种 情况下灯光更亮，这是因为我们用了较高的电压 输送电能，使其在输电线上损失的电能_________ 了减．少
2021/1/30
二、为什么要用高压输电 1．损失电能的分析 任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向 远方时，电流流过输电线，因输电线有电阻而 __发__热____，从而损失__电__功__率____． 设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功 率损失P损＝_____I2_·_R_.
【答案】 BD
【易误警示】 判断输电线上电压损失、功率损 失的关键： (1) 正确写出它们的关系式 U 线＝IR 线＝UP送送·R 线， ΔP 线＝I2R 线＝(UP送送)2R 线． (2)分清输送功率与损失功率，输送电压与损失电 压．
2011高二物理学案：2.7远距离输电(粤教版选修32)
常发光， T2 的副线圈的电压为
220
V，B
正确；
T2 的变压比
U U
3 4
＝
1.8× 105 220
＝
9
000 11 ，
C
错误；根据
U 3I 2＝ 60n，解得 n＝ 6× 104， D 正确． ]
点评 远距离输电线路图如下
各物理量有下列关系
(1) 电压关系：
U
发
＝
U
1，
U1＝ U2
n1 n2
，
U
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，则下列说法错误的是 ( )
A ． T1 原、副线圈电流分别为 103 A 和 20 A B． T2 原、副线圈电压分别为 1.8× 105 V 和 220 V
C． T1 和 T2 的变压比分别为 1∶ 50 和 40∶ 1 D．有 6× 104 盏灯泡 (220 V,60 W) 正常发光
2．输电线上的功率损失 P＝ ________，降低输电损耗的两个途径为：
______________________ ， ________________________.
3 ．现代的直流输电，只有
________ 这个环节使用高压直流，
________ 、 ________ 及
____________仍然是交变电流． 发电机发出的交变电流经变压器升压后， 由换流设备将 ________ 变为 ________，高压的直流经远距离传输后，再由换流设备将 ________换为 __________ ，然后，
4． (双选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 2 所示，发电机的输出电压为 200 V ，输电
高中物理新选修课件远距离输电
升高电压以减小线路电流，从而降低线路损耗； 实现不同电压等级电网的互联；提供无功功率， 改善电网电压质量。
02
远距离输电系统组成与设备
发电厂、变电站及用户端设备简介
发电厂
将一次能源转换为电能的场所， 根据能源类型可分为火力发电厂 、水力发电厂、风力发电厂等。 发电厂的主要设备包括锅炉、汽
轮机、发电机等。
微波辐射式无线输电
将电能转换为微波形式，通过天线发射和接收实现电能无线传输。
激光式无线输电
将电能转换为激光形式，通过光学系统发射和接收实现电能无线传 输。
人工智能和大数据在优化运营管理中作用
智能化监控和运维
01
利用人工智能技术对输电设备进行实时监控和故障诊断，提高
运维效率和准确性。
大数据分析与优化
利用直流电在导线中的传输特性，通过换流站将 交流电转换为直流电进行远距离传输，再在接收 端通过逆变器将直流电转换回交流电供给用户。
02 HVDC系统组成
主要包括换流站、直流输电线路和控制系统。其 中，换流站是实现交流电和直流电转换的关键场 所，包括整流器和逆变器等设备。
03 HVDC传输优势
与交流输电相比，直流输电具有线路造价低、损 耗小、输送容量大、稳定性好等优点，尤其适用 于海底电缆和长距离大容量输电。
对比分析直流输电和交流输电的优缺点， 讨论在不同场景下两种输电方式的选择依 据。
新能源并网对远距离输电的影响
未来远距离输电技术的展望
分析新能源并网对远距离输电系统稳定性 、安全性和经济性等方面的影响，提出应 对策略和措施。
展望未来远距离输电技术的发展趋势，探 讨新型输电技术、智能电网等前沿技术在 远距离输电领域的应用前景。
电磁辐射可能对动物的生 殖系统、神经系统等产生 不良影响，降低生物多样 性。
02
远距离输电系统组成与设备
发电厂、变电站及用户端设备简介
发电厂
将一次能源转换为电能的场所， 根据能源类型可分为火力发电厂 、水力发电厂、风力发电厂等。 发电厂的主要设备包括锅炉、汽
轮机、发电机等。
微波辐射式无线输电
将电能转换为微波形式，通过天线发射和接收实现电能无线传输。
激光式无线输电
将电能转换为激光形式，通过光学系统发射和接收实现电能无线传 输。
人工智能和大数据在优化运营管理中作用
智能化监控和运维
01
利用人工智能技术对输电设备进行实时监控和故障诊断，提高
运维效率和准确性。
大数据分析与优化
利用直流电在导线中的传输特性，通过换流站将 交流电转换为直流电进行远距离传输，再在接收 端通过逆变器将直流电转换回交流电供给用户。
02 HVDC系统组成
主要包括换流站、直流输电线路和控制系统。其 中，换流站是实现交流电和直流电转换的关键场 所，包括整流器和逆变器等设备。
03 HVDC传输优势
与交流输电相比，直流输电具有线路造价低、损 耗小、输送容量大、稳定性好等优点，尤其适用 于海底电缆和长距离大容量输电。
对比分析直流输电和交流输电的优缺点， 讨论在不同场景下两种输电方式的选择依 据。
新能源并网对远距离输电的影响
未来远距离输电技术的展望
分析新能源并网对远距离输电系统稳定性 、安全性和经济性等方面的影响，提出应 对策略和措施。
展望未来远距离输电技术的发展趋势，探 讨新型输电技术、智能电网等前沿技术在 远距离输电领域的应用前景。
电磁辐射可能对动物的生 殖系统、神经系统等产生 不良影响，降低生物多样 性。
高中创新设计物理粤教版选修3-2课件：第二章 7 远距离输电
的功率为发电机输出功率的 4% ，必须采用远距离高压输电的方法，在
发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压
总结提升
解析答案
返回
三、远距离输电线路的构成及基本关系
知识梳理
1.输电线路的构成
由发电厂、升压变压器、输电导线、降压变压器、用户构成.
2.远距离输电的基本关系(如图3所示)
图3
(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P3＝ΔP＋P2→能量守恒
(2)电压、电流关系
U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝ ＝ ， ＝ ＝ → 理想变压器 U户的输电线路
知识梳理
1.大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过 变压器 升高到几 十万伏，然后进行 远距离输电 ，当电能被输送到用电区域后，再根据 不同的用电需求，用变压器 将电压降低，这就是远距离输电. 2.远距离输电线路的构成 输电过程示意图如图1所示，主要有：发电厂、升压变压器、输电线路、 降压变压器、用户.
D.有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光
总结提升 解析答案
例4
发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的总电
阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输 电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户. (1)画出全过程的线路示意图； 解析 线路示意图如图所示.
②提高 输送电压 .
答案
【深度思考】
“提高电压，减小电流”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，减小电流”是从输送角度，由P＝UI，且P一定的条件下得出的
结论，两者不矛盾.
发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压
总结提升
解析答案
返回
三、远距离输电线路的构成及基本关系
知识梳理
1.输电线路的构成
由发电厂、升压变压器、输电导线、降压变压器、用户构成.
2.远距离输电的基本关系(如图3所示)
图3
(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P3＝ΔP＋P2→能量守恒
(2)电压、电流关系
U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝ ＝ ， ＝ ＝ → 理想变压器 U户的输电线路
知识梳理
1.大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过 变压器 升高到几 十万伏，然后进行 远距离输电 ，当电能被输送到用电区域后，再根据 不同的用电需求，用变压器 将电压降低，这就是远距离输电. 2.远距离输电线路的构成 输电过程示意图如图1所示，主要有：发电厂、升压变压器、输电线路、 降压变压器、用户.
D.有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光
总结提升 解析答案
例4
发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的总电
阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输 电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户. (1)画出全过程的线路示意图； 解析 线路示意图如图所示.
②提高 输送电压 .
答案
【深度思考】
“提高电压，减小电流”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，减小电流”是从输送角度，由P＝UI，且P一定的条件下得出的
结论，两者不矛盾.
远距离输电课件
远距离输电的未来发展
1
新型材料
2
各种新型绝缘材料的应用将有效提高输
电效率，推动远距离输电实现外延发展。
3
技术创新
高压直流输电、半导体输电等技术的不 断创新将为远距离输电带来更高效、更 稳定的输电体验。
建设规划
建立科学细致的建设规划将有助于优化 成本效益、提高安全性、确保可靠性， 推动远距离输电规模化、集成化发展。
远距离输电的原理
1
输电线路
高压变压器、输电塔、电缆等组成的输电线路，是实现远距离输电的重要组成部 分。
2
变电站
变电站通过对电力进行变流、变压、分配等工艺处理，实现输电、配电的转换。
3
输电技术
一系列输电技术的不断创新，例如高压直流输电技术的发展，不断提高着远距离 输电的效率和安全性。
远距离输电的优势
经济效益
在资源分布不均的地方，通过远 距离输电可以有效利用资源，节 省建设电站的成本，提高电力的 经济效益。
环境效益
增加可再生能源利用率，减少二 氧化碳排放，提高环境保护，是 远距离输电不可或缺的环境推动 力。
能源安全
通过多元化的发电路径，降低了 输电中断、电力短缺的风险，提 高了能源安全性。
远距离输电的挑战
远距离输电
远距离输电是指将发电站生成的电力通过输电线路送往城市或远离发电站的 地方。这是电力行业不可或缺的重要组成部分。
远距离输电的定义、目的和历史背景
定义
通过输电线路将发电站生成 的电力送往城市或远离发电 站的地方。
目的
为城市及远离发电站的地方 提供电力支持，满足电力需 求。
历史背景
20世纪初，欧美等国开始对 电力传输技术进行研究，随 着技术的不断创新，电力输 送距离逐渐加长，远距离输 电成为实现电力发展的必要 手段。
2-7远距离输电详解
U
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压 来实现。
四、输电线上的电压损耗的降低
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在 用户上？
r
电
U损
源 U送
U用
用 户
造成电压损失的因素:
（1）输电线电阻造成电压损失 U U送 U用 Ir
（2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由 I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上
P I1 U1
由 R 可L知：
S
（1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用 什么措施？
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
可减小输电电流。
提高输电电压U
想一想：
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。
阅读与思考：
1、常用的输电模式有几种？各是什么？ 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压 来实现。
四、输电线上的电压损耗的降低
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在 用户上？
r
电
U损
源 U送
U用
用 户
造成电压损失的因素:
（1）输电线电阻造成电压损失 U U送 U用 Ir
（2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由 I1 n2 I 2 n1
I2
n1 n2
P U1
输电线上
P I1 U1
由 R 可L知：
S
（1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用 什么措施？
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
可减小输电电流。
提高输电电压U
想一想：
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。
阅读与思考：
1、常用的输电模式有几种？各是什么？ 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？
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I1 ? U2 ? n2 I2 U1 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
为了合理的利用能源,发电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能的输送问题．即:
一、电能的输送
1．电能输送的优点：
电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石 油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“ 方便和 节约”是它突出的优点．
三、降低能耗的两个途径
思考： 远距离大功率输电面临的困难是什么？
在输电线上有功率损失。
讨论与交流：
1、输电线上功率损失的原因是什么？功率损 失的表达式是什么？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一 部分电能转化为热能而损失掉。
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
?
I
2 2
R
?
( n1 n2
? P )2 R U1
用户得到的功率
P用户
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P
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损失的电压
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U4
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n 4U 3 n3
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n4 ( n2U1 n3 n1
?
n1 P n2U1
U
总结：
减小输送电流的 方法可以通过提高输电电压 来实现。
四、输电线上的电压损耗的降低
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在
用户上？
r
电
U损
源 U送
U用
用 户
造成电压损失的因素: （1）输电线电阻造成电压损失 ? U ? U送 ? U用 ? Ir （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
电流关系： I1 ? n2
I 2 n1
I2 ? I3
P3 ? P4
U3 ? n3 U4 n4
I3 ? n4 I4 n3
探究与交流：
2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送电压为 U1，输电线的电阻 r，升压变压器的原 副线圈匝数分别为 n1，n2，降压变压器原副线圈分别 为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用 户得到的功率和电压分别是多少？
复习
实验和理论分析都表明：理想 变压器原副线圈的电压跟它们的匝 数成正比
U1 ? n1 U2 n2
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
四、理想变压器的变流规律
理想变压器输入功率等于输出功率
P入= P出
即:
U1I 1=U2I 2
理想变压器原副线圈的 电流跟它们的匝数成反比
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
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F U 1 n1
n2 U2
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n4 U4
R用
I1
I2
I3
I4
P1
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r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由 I1 ? n2 I 2 n1
I2
?
n1 n2
?P U1
输电线上
I1
?
P U1
?P
阅读与思考：
1、常用的输电模式有几种？各是什么？ 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？
低压输电：输电功率为100 kW 以下，距离为几百米以内， 一般采用220 V 的电压输电。
高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十 千米到几百千米，一般采用35 kV 或110 kV 的电 压输电。
若输送的功率为P，输电电压为U，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 ? (P)2 ?? L.
US
讨论与交流：
2、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：
可减少功率损失。
减少输电线的电流
3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度 一定的情况下，应采用什么措施？
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？
220V 输电，损失的功率为 22KV 输电，损失的功率为
?P ? ( P)2 ?R ? 4? 104W
U
?P ? ( P)2 ?R ? 4W
超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米， 必须采用220 kV 或更高的电压输电。
有110 kV 、220 kV 、330 kV ，输电干线采用500 kV 超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV 。
2．输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济． 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
二、输电的模型
思考： 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？
输电线 r
电
源 U送
用 户
输电线
输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。 输送功率： 电源对外发出的功率即输送功率。
远距离输电过程示意图
探究与交流：
1、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电
压和电流关系如何？
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
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F
U 1 n1
n2 U 2
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R用
功率关系： P1 ? P2 P2 ? ? P ? P3
电压关系： U1 ? n1
U2 n2
U2 ? ? U ? U3
R)
讨论与交流：
1、根据上述结果高压输电能否真的有效降 低能量损耗及电压损耗？
2、是不是输电电压越高越好？为什么？
1、由 ? P ? ( n1 ? P )2 R 及 ? U ? n1 P R可知：电压越高，
n2 U1
n 2U 1
功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。
2、不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高， 建设费用越高。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。
由 R ? ?可L知：
S
（1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用
什么措施？
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
可减小输电电流。
提高输电电压U
想一想：
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。
此公式只适用于一个副线圈的变压器
为了合理的利用能源,发电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要建在靠近这些能源的地 方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这 就涉及电能的输送问题．即:
一、电能的输送
1．电能输送的优点：
电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石 油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“ 方便和 节约”是它突出的优点．
三、降低能耗的两个途径
思考： 远距离大功率输电面临的困难是什么？
在输电线上有功率损失。
讨论与交流：
1、输电线上功率损失的原因是什么？功率损 失的表达式是什么？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一 部分电能转化为热能而损失掉。
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
?
I
2 2
R
?
( n1 n2
? P )2 R U1
用户得到的功率
P用户
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( n1 n2
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损失的电压
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U3
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n1 P n2U1
U
总结：
减小输送电流的 方法可以通过提高输电电压 来实现。
四、输电线上的电压损耗的降低
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在
用户上？
r
电
U损
源 U送
U用
用 户
造成电压损失的因素: （1）输电线电阻造成电压损失 ? U ? U送 ? U用 ? Ir （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失)
电流关系： I1 ? n2
I 2 n1
I2 ? I3
P3 ? P4
U3 ? n3 U4 n4
I3 ? n4 I4 n3
探究与交流：
2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送电压为 U1，输电线的电阻 r，升压变压器的原 副线圈匝数分别为 n1，n2，降压变压器原副线圈分别 为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用 户得到的功率和电压分别是多少？
复习
实验和理论分析都表明：理想 变压器原副线圈的电压跟它们的匝 数成正比
U1 ? n1 U2 n2
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
四、理想变压器的变流规律
理想变压器输入功率等于输出功率
P入= P出
即:
U1I 1=U2I 2
理想变压器原副线圈的 电流跟它们的匝数成反比
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
n2 U2
U3 n3
n4 U4
R用
I1
I2
I3
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r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中
由 I1 ? n2 I 2 n1
I2
?
n1 n2
?P U1
输电线上
I1
?
P U1
?P
阅读与思考：
1、常用的输电模式有几种？各是什么？ 2、我国远距离输电采用的电压有哪几种？
低压输电：输电功率为100 kW 以下，距离为几百米以内， 一般采用220 V 的电压输电。
高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十 千米到几百千米，一般采用35 kV 或110 kV 的电 压输电。
若输送的功率为P，输电电压为U，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 ? (P)2 ?? L.
US
讨论与交流：
2、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：
可减少功率损失。
减少输电线的电流
3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度 一定的情况下，应采用什么措施？
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？
220V 输电，损失的功率为 22KV 输电，损失的功率为
?P ? ( P)2 ?R ? 4? 104W
U
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超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米， 必须采用220 kV 或更高的电压输电。
有110 kV 、220 kV 、330 kV ，输电干线采用500 kV 超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV 。
2．输送电能的基本要求：
可靠、保质、经济． 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
二、输电的模型
思考： 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？
输电线 r
电
源 U送
用 户
输电线
输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。 输送功率： 电源对外发出的功率即输送功率。
远距离输电过程示意图
探究与交流：
1、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电
压和电流关系如何？
I1
I2
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P1
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P3
P4
F
U 1 n1
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R用
功率关系： P1 ? P2 P2 ? ? P ? P3
电压关系： U1 ? n1
U2 n2
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R)
讨论与交流：
1、根据上述结果高压输电能否真的有效降 低能量损耗及电压损耗？
2、是不是输电电压越高越好？为什么？
1、由 ? P ? ( n1 ? P )2 R 及 ? U ? n1 P R可知：电压越高，
n2 U1
n 2U 1
功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。
2、不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高， 建设费用越高。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。
由 R ? ?可L知：
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（1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S （3）减少材料的电阻率ρ
讨论与交流：
4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用
什么措施？
减小输送功率P
由 P=IU 可知：
可减小输电电流。
提高输电电压U
想一想：
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。