4.3电能的远距离传输
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。
高二物理交变电流知识点
高二物理交变电流知识点交变电流是高中物理学中的一项重要知识点。
在学习交变电流时，我们需要了解交变电流的定义、特点以及相关的数学表达式，以便更好地理解和应用这一知识。
1. 交变电流的定义交变电流是指方向和大小都随时间变化的电流。
与直流电流不同，交变电流的方向在一个周期内不断反向变化。
交变电流广泛应用于家庭、工业和能源等领域。
2. 交变电流的特点2.1 频率：交变电流的频率指的是电流变化方向的周期性重复次数，单位为赫兹（Hz）。
在家庭用电中，常见的频率为50Hz。
2.2 周期：交变电流的周期是指电流从一个方向到另一个方向再返回相同方向所需的时间。
周期的倒数即为频率的数学倒数。
2.3 有效值：交变电流的有效值是指与相同功率的直流电流具有相同的能量消耗效果的交变电流值。
有效值可以通过电流的均方根值计算得到。
3. 交变电流的数学表达式交变电流可以用正弦函数来进行数学表示。
假设电流的峰值为I0，角频率为ω，时间t，那么交变电流可以表示为：I(t) = I0 * sin(ωt)在上述公式中，t为时间变量，I(t)为交变电流强度。
4. 交变电流的应用4.1 家庭用电：家庭中的电源输出的交变电流供应给家电以及照明设备。
通过控制交变电流的电压和频率，可以满足不同家电设备的能量需求。
4.2 工业用电：工业生产中，大部分设备和机器都需要交变电流供电。
通过交变电流可以实现不同功率的电动机、变压器和发电机等设备的正常运行。
4.3 能源传输：交变电流在能源传输和分配中起到关键的作用。
由于交变电流可以经过变压器增减电压，通过输电线路进行远距离传输，使电能得以高效地送达各个地方。
总结：高二物理交变电流知识点包括了交变电流的定义、特点、数学表达式以及应用。
掌握这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用交变电流，在日常生活和工作中更好地应对电流和电能的需求。
通过学习交变电流，我们也可以更深入地了解电流在不同领域的应用，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。
高中物理选修二 学习笔记 第3章 4 电能的输送
4 电能的输送[学习目标] 1.理解远距离输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(重难点)。
3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程(重点)。
一、降低输电损耗的两个途径人们常把各种形式的能(如水能、燃料化学能、核能等)先转化为电能再进行利用，因为电能可以通过电网很方便地传输到远方。
电能从发电厂到远方用户端的传输过程，如图所示。
假定输电线路中的电流是I ，用户端的电压是U ，两条导线的总电阻是r 。
在图中，导线的电阻集中画为一个电阻r 。
(1)怎样计算输电线路损失的功率？(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率变为原来的多少？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率变为原来的多少？(3)通过第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？(4)怎样计算用户消耗的功率P ？在保证用户的电功率不变的前提下，怎样才能减小输电电流？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________1．输送电能的基本要求(1)可靠：指保证________________可靠地工作，故障少。
(2)保质：保证电能的质量——________和________稳定。
(3)经济：指输电线路建造和运行的费用________，电能损耗________。
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 ＝P Ur ，其中I 为输电线上的电流，r 为输电线的电阻。
3．输电线路的功率损失(1)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 ＝I 2r 。
电力传输为何电力能够远距离传输
电力传输为何电力能够远距离传输电力传输：为何电力能够远距离传输近现代社会中，电力传输具有重要的地位和作用。
通过电力传输，能够将电能从发电厂远距离地传输到用户所在地，为人们的日常生活和工业生产提供了可靠的能源供应。
那么，电力是如何能够远距离传输的呢？本文将从输电线路、电力传输技术和经济效益等方面进行探讨。
一、输电线路电力传输的一项重要基础是输电线路。
输电线路可以分为直流输电线路和交流输电线路两种形式，目前交流输电被广泛应用。
交流输电线路主要由输电塔、导线和绝缘子等组成。
输电塔起到支撑和固定导线的作用，通常采用钢筋混凝土或金属结构建造。
导线则负责电能的传输，常见的有铝合金导线和钢芯铝绞线等类型。
绝缘子用于在输电线路与输电塔之间提供电绝缘保护。
输电线路的设计需要考虑多种因素，如输电距离、电能损耗和抗风能力等。
通常情况下，随着输电距离的增加，线路的电能损耗也会增加。
因此，在较长距离的电力传输中，需要采取一些措施来减少能量损耗，如增加输电线路的导线截面、采用高压输电以及引入补偿装置等。
二、电力传输技术电力传输技术的发展为电力远距离传输提供了更多的可能。
以下是几种常见的电力传输技术：1. 高压输电高压输电是目前广泛应用的一种电力传输技术。
通过提高输电线路的电压，可以减少输电线路的电阻损耗，从而提高传输效率。
常见的高压输电技术有交流高压输电和直流高压输电。
2. 柔性交流输电（FACTS）柔性交流输电技术通过可变电抗器、静态无功补偿器等装置，实现对输电系统的灵活控制和优化。
该技术可以调整电力传输线路的系数，提高电力传输的效率和稳定性。
3. 超导输电超导输电技术利用超导体的低电阻性能，将电能以极高的效率传输。
超导输电具有传输容量大、效率高、电能损耗小的优势，但目前仍面临着技术难题和实施成本较高的问题。
上述技术在电力传输中起到不同的作用，它们的应用使得电力能够高效、安全地远距离传输。
三、经济效益电力远距离传输对社会和经济发展具有重要的意义。
高中物理《电能的传输》教案
高中物理《电能的传输》教案
一、教学目标
1.了解电能的传输方式。
2.理解传输电能的损耗。
3.熟练掌握三种不同电能传输方式的计算方法。
二、教学重点
1.三种不同电能传输方式的计算方法。
2.理解电能传输损耗的原因。
三、教学难点
1.提高抽象思维能力，理解电能损耗的本质。
2.理解电线电路的线路电阻和负载电阻。
四、教学方法
1.讲授和演示相结合。
2.仿真实验结合，提高学生实践操作能力及分析问题的能力。
3.情景模拟，增强学生学习兴趣。
五、教学过程
1.引入
通过展示实验室里不同设备运行的情景，导入电能传输的话题。
引导学生讨论电能的传输方式及其损耗。
2.知识讲解
介绍三种传输电能的方式：直接传输、中间站传输和远距离传输，并针对每种传输方式介绍其计算方法。
同时讲解电线电路中线路电阻和负载电阻的概念。
3.实验演示
结合实验，演示电能传输方式和电能损耗的情况。
并让学生通过实验数据观察和分析不同传输方式的损耗和原因。
4.练习和巩固
让学生做一些传输电能的例子练习，加深对传输电能的理解，同时引领学生关注传输才包含的损耗。
5.拓展
根据课本知识安排一个小课题，让学生在实验室或者家中进行田野调研，对某一地区或者某一个家庭的电能传输情况进行调查，从而引发他们对电力的更加深刻认识，增强学生分析问题的能力。
六、教学评价
1.通过观察学生的参与度及听讲态度。
2.作业情况，检查学生掌握情况。
3.结合日常作业和练习进行学生查缺补漏的情况。
电能传输知识点总结
电能传输知识点总结
1. 传输方式
- 电线传输：使用导线将电能从发电站传输到用户终端。
- 无线电传输：通过无线电波将电能传输到远距离地区。
2. 传输损耗
- 电线传输：电能在导线中传输时会有一定的损耗，导线的电阻会导致电能转化为热能损失。
- 无线电传输：电能通过无线电波传输时，会遇到传输距离、信号强度衰减等问题，导致一定程度的能量损耗。
3. 传输效率
- 电线传输：相对于无线电传输，电线传输的效率较高，因为导线能够直接将电能传输到目标位置。
- 无线电传输：无线电传输的效率相对较低，因为电能需要经过空气等介质的传输。
4. 传输距离
- 电线传输：电线传输的距离通常较短，受到导线长度的限制。
- 无线电传输：无线电传输可以实现较长距离的传输，可以覆
盖远距离地区。
5. 安全性
- 电线传输：电线传输相对较安全，因为电能传输在有限的导
线内进行，不容易被外界干扰或窃取。
- 无线电传输：无线电传输可能存在安全风险，因为电能通过
无线电波传输，可能会被他人截获或干扰。
6. 应用场景
- 电线传输：常见的电力供应和家庭用电等场景中，主要使用
电线传输电能。
- 无线电传输：移动通信、广播电视、卫星通信等场景中，主
要使用无线电传输电能。
以上是关于电能传输的一些知识点总结，可以帮助您了解电能传输的基本概念和特点。
远距离输电知识点
远距离输电知识点在现代社会中，电能的传输和分配是至关重要的。
远距离输电技术使得电能能够从发电厂高效、稳定地输送到远方的用户端，满足人们生产和生活的用电需求。
接下来，让我们一起深入了解一下远距离输电的相关知识点。
首先，我们要明白为什么需要远距离输电。
随着社会的发展，能源分布和用电需求往往存在地域上的不均衡。
大型发电厂通常建在能源资源丰富的地区，比如煤炭产区、水力资源丰富的河流附近或者风能充足的区域。
而用电负荷中心则可能在远离这些能源产地的大城市或工业区。
为了将电能从能源产地输送到用电中心，就必须依靠远距离输电技术。
在远距离输电中，有几个关键的概念和因素需要掌握。
一是输电电压。
输电电压的高低直接影响着输电的效率和成本。
提高输电电压可以降低输电线路中的电流，从而减少线路上的电能损耗。
这是因为电能在输电线路上的损耗主要是由电流通过电阻产生的热效应造成的。
根据焦耳定律，电流越大，电阻上产生的热量就越多，电能损耗也就越大。
所以，通过提高电压、降低电流，可以显著减少输电过程中的能量损失。
二是输电线路的电阻。
输电线路通常由金属导线构成，具有一定的电阻。
电阻的大小与导线的材料、长度、横截面积等因素有关。
为了降低电阻，在实际工程中会选用电阻率较小的材料，比如铜或者铝来制造导线。
同时，增加导线的横截面积也可以减小电阻，但这会增加导线的成本和重量。
三是变压器的作用。
变压器在远距离输电中起着关键的作用。
在发电厂，电能通过升压变压器将电压升高，以便在输电线路上进行远距离传输。
到达用电地区后，再通过降压变压器将电压降低，以供用户使用。
变压器的工作原理是基于电磁感应，通过改变线圈的匝数比来实现电压的变换。
四是无功功率和有功功率。
有功功率是实际用于做功的功率，比如驱动电机、照明等。
无功功率则是用于建立磁场和电场的功率，虽然它不直接做功，但对于维持电力系统的稳定运行是必不可少的。
在远距离输电中，要合理控制无功功率的流动，以提高输电效率和系统的稳定性。
教科版物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交流电 4.电能的传输
2
(1)由P= 可知,输电电压越小,输电线上的损失就越小。
( × )
(2)高压输电是通过提高电压,减小输电电流来减少电路发热损耗的。
( √ )
(3)远距离输电时,输送电压越高越好。 ( × )
(4)使用变压器进行远距离输电,用户得到的电压可以高于发电机输出的电
压。 ( √ )
2.在电能的输送过程中,U为输电电压,r为输电线电阻,则输电线中电流为
2
B.I2=
C.I1U1=2 2 R
D.I1U1=I2U2
解析:对理想变压器来说,电流与匝数成反比,A项错误。输入功率等于输出
损
功率,D项正确。对输电线中的电流I2= ,而U2>U损,所以B项错误。导线
消耗的功率为P损=2 2 R,I1U1为升压变压器的输入功率,与输出功率相等,即
I1U1=I2U2,所以C项错误。
和推动可持续发展的责任感。
内
容
索
引
01
自主预习·新知导学
02
合作探究·释疑解惑
03
课 堂 小 结
04
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
一、电能输送中的电压损失和电能损耗
1.电压损失:U损=Ir。
2.功率损耗:P损=I2r。
3.减少电压、功率损失的方法:
(1)减小电阻:由r=ρ 可知,输电距离一定即导线长度l一定时,使用电阻率小
经济的措施。
【典型例题】
【例题1】 某发电机的输出电压为U,经总电阻为R的输电线向远方用户输
送功率为P的电能,则下列说法不正确的是( D )
2
A.输电线上的电流为
B.输电线上损耗的电功率为
2
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长汀一中高二物理自主学习校本作业2020. 3.12 1 4.3电能的远距离传输
1、远距离输电时,为了减少输电线上电能损失,应( ) A.提高输送电压,增大输送电流 B.提高输送电压,减小输送电流 C.减小输送电压,增大输送电流 D.减小输送电压,减小输送电流 2、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（ ）
A.输电线上损失的电压减少到原来的1nn
B.输电线上损失的电压减少到原来的1n C.输电线上损失的电能减少到原来的221nn D.输电线上损失的电能不变 3、如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述不正确的是（ ） A.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 B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的 C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 4、如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个输电过程,下列说法正确的是( ) A. 升压变压器的匝数比为1:100 B. B. 输电线上的损失功率为300W C. C.输电线上的电流为100A D. D.降压变压器的输入电压为4700V
5、某水电站,用总电阻为2.5的输电线给500km外的用户输电,其输出电功率是6310kW.现用500kV电压输电,则下列说法正确的是( ) A.输电线上输送的电流大小为52.010A B.输电线上由电阻造成的电压损失为15kV C.若改用5kV的电压输电,则输电线上损失的功率为8910kW
D.输电线上损失的功率为2UPr,U为输电电压,r为输电线的电阻 6、如图为远距离输电示意图,升压变压器T1的原、副线圈匝数比为n1:n2=k:1,降压变压器T2的原、副线圈匝数比为n3:n4=1:k,在T1的原线圈两端接入一内阻为k2r、电动势e=Emsinωt的交流电源,两条输电线的总电阻为r,假设用户处的总电阻为R,不考虑其他因素的影响,两变压器均为理想变压器,则输电线上损失的电功率为( )
A. 222222mkErRkr B. 22222mkErRkr
C. 22222mkErRrkr D. 2222mkErRrkr 长汀一中高二物理自主学习校本作业2020. 3.12 2 7、远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（ ） A．升压变压器的原线圈中的电流变大 B．升压变压器的输出电压升高 C．降压变压器的输出电压降低 D．输电线上损失的功率增大 8、如图所示,某发电机输出功率是100kW,输出电压是250V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω,要使输电线上的功率损失为发电机输出功率的5%,而用户得到的电压正好为220V,则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( ) A.16:1 190:11 B.1:16 11:190 C.1:16 190:11 D.16:1 11:190 9、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( ) 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 10、一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻为R＝1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)．若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的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( ) A.T1原、副线圈电流分别为103A和20A B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V C.T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1 D.有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光 11、在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站,输送的电功率为500kWP,当使用5kVU的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示
数相差4800kW·h,求: (1).输电效率和输电线的总电阻r; (2).若想使输电效率提高到98%,又不改变原输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?
12、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100kW,输出电压为250V,用户需要的电压为220V,输电线电阻为10Ω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.
长汀一中高二物理自主学习校本作业2020. 3.12 3 4.3电能的远距离传输 参考答案 1.B 解析：A、根据功率公式P＝I2R，为了减少输电线上的电能损失，可减小输电电流，又根据P＝UI知，输送功率一定时，增大输送电压可减小输送电流，故A正确； B、根据P＝UI知，输送功率一定时，增大输送电压，减小输送电流，故B错误； C、根据P＝UI知，输送功率一定时，减小输送电压增大了输送电流，根据功率公式P＝I2R，则损失功率增大，故C错误； D、根据P＝UI知，输送功率一定时，减小输送电压增大了输送电流，故D错误； 故选：A。
2.B 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1n,根据UIr,可知输电线上损失的电压减少到原来的1n,故A错误,B正确；
根据2PRI损,可知输电线上损失的功率减少到原来的21n,则输电线上损失的电能减少到原来的21n,故C、D错误. 3.C
4.B 解析：输电线上的损失功率为0.6%×50kW=300W,选项A正确。由22300IRW可得输电线上电
流210IA,升压变压器原线圈电流11100APIU,由理想变压器特点2112InIn,1122nUnU知,升压变压器副线圈电压为5000V,升压变压器的匝数比为1:10,选项BC错误。输电线上损失的电压为2=30UIRV损,则降压变压器的输入电压为4970V,选项D错误。
5.B 解析：由PUI得输电线上输送的电流大小为933310A6.010A50010I,选项A错误;输
电线上损失的电压为36.0102.5V15kVUIr,选项B正确;输电线上损失的功率不可能比输送功率还大,选项C错误;输电线上损失的功率22()UPIrr,U为输电线两端电压,r为输电线的电阻,选项D错误.
6.A 解析：由题意可知降压变压器原线圈有324334243443nUUnnRRnInkIn,同理,升压变压器原线圈有
2211
2212
UnR
rRkrInk
,又2m1m21211212222EIkrEUkrnIIIn,联立解得输电线上的电流
m22
222kEIRkr
,则输电线上损失的电功率222m22222rkErPIrRkr,A正确。 长汀一中高二物理自主学习校本作业2020. 3.12 4 7.B
8.C解析：输电线损失功率P损=100×103×5%W=5×103W,所以输电线电流,升压变压器原线圈电流,故升压变压器原、副线圈匝数比1221116nInI。升压变压器副线圏两端电压221
1
4000VnUUn,输电线损失电压U损=I2R总=200V,降压变压器原线圈电压U3=U2-U损=3800V,故降压变压
器原、副线圈匝数比为334419011nUnU,故选项C正确。 9.BD 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,所以最终降压变报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.
10.ABD 解析：发电机处于满负荷工作状态时,1T原线圈电流为11000AI,设输电线路电流即1T副
线圈电流为I,输电线路损耗功率为322400010W10%400kW1000ΩIRI,解得20AI,故A正确;1T原副线圈匝数比为11:0.021:50nII,2T原线圈电压为180kVUIR,故2T原、副线圈电压分别为51.810V和220V,B对;2T原副线圈匝数比为521.810:22040:1n,故C错;设负载有N盏灯泡正常发光,则4000kW90%60WN,解得,故D正确。 11. 1.60%;20Ω 2.22.4kV 解析：(1).由于输送功率500kWP,一昼夜输送电能12000kWhEPt,终点得到的电能
'7200kWhEEE,因此效率'100%60%EE,输电线上的电流100APIU,而输电线
损耗的功率2rPIr,其中4800kW=200kW24rP,可得20r; (2).输电线上损耗的功率221()rPPrUU,原来200kWrP,现在要使'10kWrP,则22''rrPU
PU,可得输电电压应调节为'22.4kVU.
12.(1).1:20;240:11; (2).见解析;96kW 解析：(1).输电线损耗的功率1004%kW4kWP线,又21PIR线线,解得输电线上电流
220PARI线线,原线圈中输入电流11=400PAIU,则升压变压器原、副线圈的匝数比为
1221
20140020nIA
nIA,则升压变压器副线圈的电压为21125000nUVnU,输电线损失的电压为线