2020_2021学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送课件新人教版选修3_2.pptx

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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

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第5节电能的输送课件新人教版选修3

高中物理第五章交变电流第5节电能的输送课件新人教版选修3

A=200 A,
备用习题
1. (多选)某发电厂原来用 11 kV 的交变电压输电,后来改用升压变压器将电压升 到 220 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( ) A.根据公式 I=UP,提高电压后输电线上的电流降低为原来的210 B.根据公式 I=UR,提高电压后输电线上的电流增大为原来的 20 倍 C.根据公式 P 损=I2R=UP22R,提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的4010 D.根据公式 P 损=UR2,提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的 400 倍
学习互动
[答案] (1)不相等.由能量守恒定律知,发电厂输出的电能等于用户得到的电能与 输电线上损失的电能之和. (2)P=I2r.由公式可知,要减小输电线的热功率有两种方法:一是减小输电线的电阻; 二是减小输电导线中的电流.根据电阻定律可知 r=ρ ,要减小输电线的电阻 r,可采 用下述方法:
①减小材料的电阻率 ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或
1.电压关系:U 发=U1, = ,U3= U2-U线 , = ,U4=U 用. 2.电流关系:n1I1=n2I2,I2= I线 = I3 ,n3I3=n4I4. 3.功率关系:P 发=P1=P2,P2= P3+P线 ,P3=P4=P 用.
学习互动
例 2 发电机的输出电压为 220 V,输出功率为 44 kW,输电导线的电阻为 0.2 Ω,用原、副线
(2)升压变压器的输出电压 U2= U1= ×220 V=2200 V 根据升压变压器输出功率等于输入功 率知,升压变压器输出电流为 I2= =
A=20 A
学习互动
输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR=I2R=20×0.2 V=4 V PR= R=202×0.2 W=80 W 降压变压器上的输入电流和输入电压为 I3=I2=20 A U3=U2-UR=2200 V-4 V=2196 V 降压变压器的输出电压和输出电流为 U4= U3= ×2196 V=219.6 V I4= I3=10×20 A=200 A 用户得到的功率为 P 用=U4I4=219.6×200 W=4.392×104 W.

人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

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.

人教高中物理选修第五章交变电流第五节电能的输送教学PPT专选课件

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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 源
U送
U损
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 I r
(2)输电线的感抗和容抗造成电压损失。
(高中阶段计算中只制考作虑:输侯瑞电年线电阻造成的电压损失)
12
讨论与交流:
5、哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效?举例 说明。
由 P 可 知I 2 r,在输电电流一定的情况下,线路电阻减为
原来的一半,线路损耗的功率减为原来的一半。
在线路电阻一定的情况下,电压提高一倍,由 P U 可I
知:线路中电流减为原来的一半,而损耗的功率减为原来的 四分之一。
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。
人教高中物理选修第五章交变电流第五节电能的输送教学 课件PPT
【学习目标】
1、了解输送电能的基本要求,了解交变电流从变电站到用 户的输电过程。
2、知道远距离输电时输电线上的电压损失和功率损失与哪 些因素有关及减小损失的方法。
3、理解应用高压输电的道理,知道远距离输电线路的基本 构成,会对简单的远距离输电线路进行定量计算。 【重点、难点】 重点:设计电能输送的示意图,并理解输电过程中的电压损 耗和能量损耗的关系。 难点:输电过程中要保证输送功率不变,理解输电过程的电 压损耗和能量损耗的关系。
I1
I2
P1
P2
I3
I4
r线
P3
P4
F
U 1 n1
n2 U 2
U 3 n3
n4 U 4
R用
功率关系: P 1 P 2

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)

• 【温馨提示】(1)输送功率是指高压输电线始端 输出的功率,损失功率是输电线上消耗的功 率. • (2)输电电压是指加在高压输电线始端的电压U, 损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU=IR. • (3)无论从减小输电线路上功率损失,还是减小 电压损失来看,都要求提高输电电压,以减小 输电电流.
• 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. 断电 • (2)减少 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.
• 一、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.
• (1)利用总电阻R=10 Ω的线路向外输送风力发电 机产生的电能.输送功率P0=300 kW,输电电 压U=10 kV,求导线上损失的功率与输送功率 的比值. • (2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机 可接受风能的面积.设空气密度为ρ,气流速度 为v,风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风 轮机的最大风能Pm.在风速和叶片数确定的情况 下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述 可采取的措施.
(3)变压器知识 U1 I2 n1 = = U2 I1 n2 U3 I4 n3 = = U4 I3 n4
• 【温馨提示】(1)远距离输电的电路属于非纯电 阻电路,电功和电热不相等. • (2)发电站的输送功率取决于用户消耗的功率, 不是由发电站输出的功率决定用户和线路消耗 的功率. • (3)计算变压器的匝数比,可利用电压比计算, 也可利用电流比计算,具体采用哪种方法,应 通过分析已知条件确定.
• 二、输电导线上的功率损失 • 1.由于输电导线有电阻,在输电过程中必有一 部分电能要转化成热能而损失掉,设输电导线 I2 r 中电流为I,输电导线的电阻为r,则输电导线上 的功率损失为ΔP= .

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

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

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。

2020-2021学年物理人教版选修3-2课件:5-5 电能的输送

2020-2021学年物理人教版选修3-2课件:5-5 电能的输送

[解析] 设输电线的电阻为 R,当输电线上的电流为 I0 时,
损失的电功率为 P0=I02R.当输电电压提高为 2U0 时,由 I=UP可知
输电线上的电流变为I0,输电线上损失的电功率为 2
P
损=(I20)2R=
P40.故选项 B 正确.
总结提能 设输送的电功率为 P,输电电压为 U,输电导线 的电阻为 R,则输电线上损失的电功率为 ΔP=I2R=(UP)2R,输 电线上损失的电压为 ΔU=IR=UPR.
两个变压器之间输电线上的电流为 IR=I2=I′4 2=6 A 故输电线上损耗的电功率 PR=I2RR=144 W. (2)升压变压器的输出功率为 P′1=PR+P′2=5 424 W. 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率,
P 出=P1=P′1=5 424 W.
(3)降压变压器上的输入电压 U2=4U′2=880 V 输电线上的电压损失为 UR=IRR=24 V 因此升压变压器的输出电压为 U′1=UR+U2=904 V 升压变压器的输入电压为 U1=U′4 1=226 V 升压变压器的输入电流为 I1=4IR=24 A 发电机的电动势 E=U1+I1r=226 V+24×1 V=250 V.
考点二 高压交流输电的电路分析 1.远距离输电电路图
2.基本关系式 (1)功率关系: P1=P2,P3=P4,P2=P 线+P3 (2)电压、电流关系:
U1=n1=I2,U3=n3=I4 U2 n2 I1 U4 n4 I3 U2=U 线+U3,I2=I3=I 线. (3)输电电流:I 线=UP22=UP33=U2R-线U3. (4)输电导线上损耗的电功率:
(5)变压器方面:升、降变压器,原、副线圈匝数等. 总之,这些物理量不一定全用,但毕竟较多,使用时一定 要明确各物理量表示的意义.
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A.用户端的电压为 B.理想变压器的输入功率为I1U C.输电线上损失的电压为U D.输电线路上损失的电功率为I12r
解析
输电线上损失的电压ΔU=I1r或ΔU=U-U1,故C错误;输电线路上损失的电功率ΔP=I12r,故
D正确;理想变压器的输入功率P=I1U1,故B错误;理想变压器输入功率和输出功率相同,设用
ห้องสมุดไป่ตู้解析
损失的功率
,故B、D正确;由
,故A错误,C正确.
第5节 电能的输送
刷基础
2.(多选)如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输 电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户 端的电流为I2.则 ( AD )
压器原线圈的电压为U3=U2-U线=4800 V,用户得到的电压为U4=220V,则降压变压器原、副
线圈的匝数比为
.
(2)画出此输电线路的示意图,如图所示.
用户得到的电功率等于降压变压器的输入功率,则有P用=P-P线=P(1-4%)=100×96% kW=96 kW.
第5节 电能的输送
刷易错
易错点 不能区分输电电压和输电线上损失的电压
A.输电线上损失的功率减小 B.电流表的示数一定增大 C.电压表的示数减小 D.灯泡的亮度增大
解析
由于交流电源的输出电压不变,当K由2改接为1时,升压变压器副线圈匝数增加,根据理想变压 器电压比可知升压变压器副线圈电压增大,所以最终降压变压器的输出电压也变大,所以电压 表的示数变大,通过灯泡的电流变大,由于降压变压器原、副线圈匝数比不变,所以输电线上 电流变大,电流表的示数变大,输电线上损失的功率变大.故B、D正确.
第5节 电能的输送
刷基础
5.[山东潍坊2018高二上检测]风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展,某风力发电机 输出功率为100 kW,输出电压为250 V,用户需要的电压为220 V,输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热 而损失的功率为输送功率的4%. (1)求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比; (2)画出此输电线路的示意图并求出用户得到的电功率.
第5节 电能的输送
刷基础
4.[河南南阳一中2018高二上期末](多选)如图所示,有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降压 变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和 输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和 P4,设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有( AC )
05
电能的输送
第5节 电能的输送
刷基础
题型1 输电线上电压、功率损失的计算
1.[浙江东阳中学2018高二上期中](多选)远距离输电时,当输送的功率相同时,输送导线上的电阻损失的 功率应是( BCD )
A.与输送的电压的平方成正比 B.与输送的电流的平方成正比 C.与输送的电压的平方成反比 D.与输电导线上的电压降的平方成正比
易错分析
输电电压为升压变压器的输出电压,要注意与输电线上损失的电压的区别.
6.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压提高到原来的n倍,则( B )
A.输电线上损失的电压减少到原来的 B.输电线上损失的电压减少到原来的 C.输电线上损失的电能减少到原来的 D.输电线上损失的电能不变
解析
输送的功率一定,根据P=UI,可知输电电压越高,输电电流越小,若输送电压提高到原来的n 倍,则电流减小到原来的 ,根据ΔU=Ir,可知输电线上损失的电压减少到原来的 ,故A错误 ,B正确;根据P损=I2R,可知输电线上损失的功率减少到原来的 ,则输电线上损失的电能减 少到原来的 ,故C、D错误.
A.P2变大,P3变大 B.P1变小,P2变小 C.U2不变,U3变小 D.U2变小,U4变大
解析
因为P1=P2=ΔP+P3,且P3=P4,由于P4增大,则T2副线圈中电流变大,T2原线圈中电流也变
大,由ΔP=I2R可知ΔP、P3及P1、P2均变大,选项A正确,B错误;
,U1一定,所以U2
不变,U3=U2-IR,IR增大,所以U3变小,选项C正确,D错误.
户端的电压为U2,所以I1U1=I2U2,即用户端的电压
,故A正确.
第5节 电能的输送
刷基础
题型2 远距离输电的电路分析
3.[河南八市2018高二下测评](多选)如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图,变压器为理想变 压器,2是升压变压器的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,R是输电线的电阻,交流电源的输 出电压恒定.当K由2改接到1时,下列说法正确的是( BD )
答案与解析
(1)1∶20 240∶11 (2)见解析 96 kW
(1)输电线损耗的功率P线=100×4% kW=4 kW,又P线=I22R线,解得输电线上电流
,原线圈中输入电流
,则升压变压器原、副线圈的匝数比为
,则升压变
压器副线圈的电压为
,输电线损失的电压为U线=I2R线=20×10V=200 V,故降压变
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