人教版高中物理选修3-2课件选修3-2第五章交流电第五节电能的输送
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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

(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.
物理人教版选修3-2课件:第五章5电能的输送

小试身手 1.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后 农村电价过高,农民负担过重,其客观原因是电网陈旧老 化.近年来,农村进行电网改造,为减少远距离输电的损 耗而降低电费价格可采取的措施有 ( A.提高输送功率 B.增大输送电流 C.提高输电电压 )
D.减小输电导线的横截面积
解析:电费高低与线路损耗有关,损耗越大,电费越 高.减少损耗的途径:一是减小输电导线中的电流,即可 提高输电电压;二是减小输电线的电阻,即增大导线的横 截面积,故 C 正确. 答案:C
知识点二 电网供电 提炼知识 1.远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示.
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压到所需的电压.
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,形成的全国性或地区性的输电网络. 3.电网送电的优点 (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.
l 料,可加大导线的横截面积由R=ρS.
(2)提高输电电压,减小输电电流. 前一种方法的作用十分有限,一般采用后一种方法.
判断正误 (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)高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压 越高越好.(√)
(1)远距离大功率输电面临的困难是什么? 提示:在输电线上有功率损失. (2)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?降低输电损耗的两个途径是什么? 提示: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.
高中物理人教版选修3-2课件:5-5电能的输送

INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D 当堂检测
ANGTANGJIANCE
一
二
测一测
远距离输送交变电流都采用高压输电。我国正在研究用比 330 kV 高 得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是( A.可提高用户端电压 B.可根据需要调节交变电流的频率 C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度 解析 :采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变 电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,故选项 C 正确。 答案 :C )
用电阻率较小的金属材料,还要尽可能增加导线的横截面积。
②减小输电导线中的电流 :为减小输电电流,同时又要保证向用户提供
一定的电功率,就要提高输电电压。
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHIDAOXUE
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D 当堂检测
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一
二
二、电网供电
1.远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路,如图所示。
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D 当堂检测
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一
二
2.降低输电损耗的两个途径 (1)输电线上的功率损失 :Δ P=I r,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
2
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
思维脉络
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X 新知导学 Z 重难探究
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D 当堂检测
ANGTANGJIANCE
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一
二
测一测
远距离输送交变电流都采用高压输电。我国正在研究用比 330 kV 高 得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是( A.可提高用户端电压 B.可根据需要调节交变电流的频率 C.可减少输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度 解析 :采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变 电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,故选项 C 正确。 答案 :C )
用电阻率较小的金属材料,还要尽可能增加导线的横截面积。
②减小输电导线中的电流 :为减小输电电流,同时又要保证向用户提供
一定的电功率,就要提高输电电压。
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一
二
二、电网供电
1.远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路,如图所示。
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一
二
2.降低输电损耗的两个途径 (1)输电线上的功率损失 :Δ P=I r,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
2
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
思维脉络
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人教版高中物理选修3-2 5.5电能的输送课件(共16张PPT)

• 3、各回路间通过变压器的规律相联系
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.
P损 I 2r
功率损失:
P损 I 2r
减小功率 损失方法
减小R线
r l
S
1.减小输电距离L 不行
2.减小电阻率ρ 铝铜导线 3.增大导线的横截面面积S
不理想
减小电流I P=UI 提高输电电压U
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
我国常用的远距离输电采用的电压有: 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV高压输电。目前世界 上正在试验1150kV的超高压输电。
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。
(5)工作原理:互感现象
电能---磁场能---电能的转换
变压器的工作原理
1. 变压器的工作原理: 是利用电磁感应原理工作的.因 此变压器只能改变交流电压,而不能改变恒定电压. 注意:变压器的原线圈如果接的是干电池、蓄电池或 匀速切割的导体棒时,副线圈两端的电压为零。 2.几个关系式
• 电压关系: U1 n1 U2 n2
I2
n2
R
发电厂 能源丰富,有利开发
远距离
用户(负载) 能源缺乏,用电量大
一、电能的输送
• 1、优点:电能便于远距离输送 • 2、输送电能的基本要求:
可靠: 少有故障 保质:电压、频率稳定 经济:输电成本低
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.
P损 I 2r
功率损失:
P损 I 2r
减小功率 损失方法
减小R线
r l
S
1.减小输电距离L 不行
2.减小电阻率ρ 铝铜导线 3.增大导线的横截面面积S
不理想
减小电流I P=UI 提高输电电压U
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
我国常用的远距离输电采用的电压有: 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV高压输电。目前世界 上正在试验1150kV的超高压输电。
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。
(5)工作原理:互感现象
电能---磁场能---电能的转换
变压器的工作原理
1. 变压器的工作原理: 是利用电磁感应原理工作的.因 此变压器只能改变交流电压,而不能改变恒定电压. 注意:变压器的原线圈如果接的是干电池、蓄电池或 匀速切割的导体棒时,副线圈两端的电压为零。 2.几个关系式
• 电压关系: U1 n1 U2 n2
I2
n2
R
发电厂 能源丰富,有利开发
远距离
用户(负载) 能源缺乏,用电量大
一、电能的输送
• 1、优点:电能便于远距离输送 • 2、输送电能的基本要求:
可靠: 少有故障 保质:电压、频率稳定 经济:输电成本低
人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

解析:设输送功率为P,输电电压U1=220 V时,损失功率 ΔP1=20%P
又因为ΔP1=I12R线,I1=UP1 解得ΔP1=UP122R线 现要求ΔP2=5%P,同理ΔP2=UP222R线 因此可得ΔΔPP12=250%%=UU2122 所以U2=2U1=440 V.
答案:440 V
要点二 电网供电 1.远距离输电 (1)基本原理:远距离输电的基本电路如图所示. 在发电站内用 8 ____升__压____变压器 9 __升__压______,然后进行 远距离输电,在用电区域通过 10 __降__压______变压器降压降到所 需的电压.
解析:选D 根据理想变压器电流和匝数的关系可知,升压
变压器中原、副线圈中的电流与匝数成反比,
I1 I2
=
n2 n1
,A选项错
误;输电线路上存在电压损失ΔU,U2=U3+ΔU=U3+I2r,B选
项错误;输电线路上存在功率损失,U1I1=U4I4+I22r,C选项错
误;理想变压器的输出功率等于输入功率,U1I1=U2I2,D选项
压变压器原、副线圈的匝数分
别为n1、n2,电压分别为U1、 U2,电流分别为I1、I2,降压变压器原、副线圈的匝数分别为 n3、n4,电压分别为U3、U4,电流分别为I3、I4(变压器均为理想 变压器),当用电器正常工作时,下列关系式正确的是( )
A.II12=nn21 C.U1I1=U4I4
B.U3=U2 D.U1I1=U2I2
如果远距离输电的电功率P不变,输电电压为U,输电导线
电阻为R线,则输电导线上发热损失的功率P损=I2R线=
P2 U2
R线,因
此输电电压若提高到nU,则P损将减为原来的n12.
5.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=ρSl 看,在输电距离一定的情况下,可 以增大导线的 5 __横__截__面__积__,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 6 __电__阻__率____较小 的导体.
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.
人教版高中物理选修3-2课件5.5_电能的输送

3.在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电 功率不变时那么
A.输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B.输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大 C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反
比 D.输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比
4.远距离输送一定功率的交流电,若输电电 压提高n倍则
A.输电导线上损失的电功率不变 B.输电导线的电压损失不变 C.输电导线的电功率损失原来的1/n倍 D.输电导线的电功率损失是原来的1/n2倍 E.输电导线的电压损失是原来的1/n倍 F.输电导线的电压损失是原来的1/n2倍
高中物理课件
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5.5、电能的输送
三峡水电站
内陆 能源丰富, 有利开发
电站站址
远距离
沿海 能源缺乏, 用电量大
用户(负载)
电能输送的优点:方便、节约
输送电能的基本要求是:可靠、保质、经济。
输送电能的基本要求是:
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。
高压输电
三、电网供电
采用电网供电的优点: 可以在能源产地使用大容量发电机组,
降低一次能源的输送成本,获得最大 的经济效益。同时,电网可以减少断 电的风险,调剂不同地区电力供需平 衡,保障供电质量。
作出示意图
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,学校得到电压为U2,下列4个计算输电线
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
面临的问题
需要远距离输电
25A 150V
6250W
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人教版高中物理选修3-2:5.5电能的输送 课件 19PPT

三、电网供电
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,这就是电网.
采用电网供电的优点: 可以在能源产地使用大容量发电机组,降
低一次能源的输送成本,获得最大的经济效益. 同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区 电力供需平衡,保障供电质量
课堂练习 一小型发电站通过升压,降压变压器把电能
谢谢大家
5.5 电能的输送
三峡水电站
用户
输送电能的基本要求应当是:
可靠、保质 、经济
输送电能的基本要求是: 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
一、输电线上的功率损失 思考:
1、为什么输电线上有电能损失?
1:10
25:1
课堂练习 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发电机的电动势多大?
⑶输电线上损耗的电功率多大?
P3
P4
F U1 n1
压变压器
降压变压器
功率之间的关系是:P1=P2,P3=P4,P2=Pr+P3
电压之间的关系是:U1
U2
n1 n2
, U3 U4
n3 n4
,U2
Ur
U3
电流之间的关系是:
I1 I2
n2 n1
, I3 I4
n4 n3
, I2
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探究问题:
为什么灯泡B的亮度很暗,而灯泡A的亮度与原来相同?
电能的损耗
二、探究降低输电损耗的途径
1:讨论产生损耗的原因,影响因素有:
解析:由公式P热=I2R 知,影响因素为输电线上的电流和电阻
2:如何解决导线中电能的损耗? 减小输电线中的电阻 方案一: 减小输电线中的电流 方案二: 3:讨论、分析两个方案的可行性 方案一:由电阻定律 R=ρL/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。
2.某电厂原采用电压U1输电,后改用U2 = AB) 20U1电压输电,不考虑其它变化,则( A. 输电电流变为原来的1/20 B. 输电线上电压损失降为原来的1/20 C. 输电线上电能损失降为原来的1/40 D. 输电效率比原来提高了39倍
• 课下巩固: 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; (2)输电导线上的功率损失; (3)降压变压器原、副线圈的匝数比; (4)用户得到的功率。
5.5
电能的输送
知识回顾: 1、欧姆定律的表达式: 定律的表达式: R=ρL/S
思考问题:
• 利用一个小灯泡A与学生电源连接构成闭合回路, 小灯泡发光。坐在教室后排的同学那里有一个相 同的灯泡B,想让B也发光怎么办?
• 连接导线,接通电源 ,远距离输电
• 课堂检测:
1、某发电厂原来用11kV的交流电压输电,后来改 用升压变压器将电压升高到2 20 kV输电,输送的 电功率都是P,若输电线路的电阻为R,则下列说 法中正确的是 ( AC ) A.根据公式,I=P/U,提高电压后输电线上的电 流降为原来的1/20 B.根据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流 增为原来的20倍 C.根据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损 耗减为原来的1/400 D.根据公 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
学生查阅资料:几种导体材料在20℃时的电阻率
材料 银 铜 铝 钨 铁 ρ/Ω·m 1.6×10-8 1.7×10-8 2.9×10-8 5.3×10-8 1.0×10-7
目前一般用电阻率较小的 铜和铝 作导线材料。但是, 要增大导线的 横截面积 ,就要多耗费金属材料,增加导线重量 , 给架线带来很大困难。
• 三、探究电能输送的示意图
电压关系:U1/U2=n1/n2
能量关系:p1=p2 p3=p4
U3/U4=n3/n4 U2= U3 +U线
p2=p线+p3
• 尝试运用: • 输送10kw的电功率,采用400V的电压输电, 线路总电阻为10Ω。输电导线中的电流 是 25A ,线路损失的电压是 250V ,用户得 到的电压是 150V ,输电线中损失的电功率 是 6250W ,用户得到的功率 3750W 。输送 10kw的电功率,采用4000V的电压输电, 线路总电阻为10Ω。输电导线中的电流 是2.5A ,线路损失的电压是 25V ,用户得 到的电压是 3975V,输电线中损失的电功率 是 62.5W,用户得到的功率 9937.5W
方案二:减小导线中的电流I,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 2R P = I 失公式 损 得损失功率减小到原来的
万分之一
思考1:怎样才能保证我们电能不变的情况下,使 输电的电流减小呢? 由公式P=UI知,可以通过增大电压,来减小电流 思考2:怎样才能实现升高电压呢? 利用升压变压器 思考3:升压后的电能输送到用户后,能直接用吗? 还需要怎么办? 不能,还需要降压变压器进行降压
一、从生活走进物理
太阳能发电站
三峡发电站
• 在实际生活中,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。发电站发出的电 能是怎样输送到远方的呢?
• 依靠导线,远距离输电 • 输送电能的基本要求是: 可靠 、 保质 、 经济 。