第5节电能的输送【人教版】【课件】.ppt
新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-23-25.5电能的输送教教 学学 目目 标标 v（一）知识与技能（一）知识与技能v1知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。v2知道降低输电损耗的两个途径。v3了解电网供电的优点和意义。v（二）过程与方法（二）过程与方法v通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v1培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。v2介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。v教学重点教学重点v找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。v教学难点教学难点v理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压U。v教学方法教学方法 v自学讨论法、阅读法、讲解法。v教学手段教学手段 v 多媒体课件 三峡水电站三峡水电站用户用户 输送电能的基本要求应当是输送电能的基本要求应当是： 可靠、保质 、经济一、输电线上的功率损失 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： RIP22减少输电线上功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R 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减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难 （2）减小输电电流 I 减小输送功率减小输送功率P P ： 由于电站的装机容量一定，因此电站向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不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失上的功率损失提高输电电压提高输电电压U U ：在输送功率在输送功率P P 一定，输电线电阻一定，输电线电阻R R一定一定的条件下，输电电压提高到原来的的条件下，输电电压提高到原来的n n倍，倍，输电线上的功率损失降为原来的输电线上的功率损失降为原来的1/n1/n2 2倍倍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 电站 R 用户P PPIP = P + P功率关系功率关系二、输电线路上的电压损失电压损失：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：电站 R 用户UU UI2造成电压损失的因素 （1）输电线电阻造成电压损失 UIR（2）输电线感抗和容抗造成电压损失 3减小输电线路上电压损失的方法 （1）减小输电线电阻R 对高压输电线路效果不佳 （2）减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施 三、交流高压输电的基本环节 发电站升压变压器高压输电降压变压器用户 1.输送功率为输送功率为100kW 以下，以下， 距离为几百米以内，一距离为几百米以内，一般采用般采用220V 的电压送电的电压送电 。这就是通常用的。这就是通常用的 低压线路低压线路。 2.输送功率为几千输送功率为几千kW 到到 几万几万kW，距离为几十，距离为几十km到到上百上百km, 一般采用一般采用35kV 或或110kV 的电压送电。这就是的电压送电。这就是所谓所谓 高压输高压输 电电。 3.如果输送功率为如果输送功率为10 万万kW 以上，距离为几百以上，距离为几百km，就，就必须采用必须采用220kV 甚至更高的电压送电。这就是所谓甚至更高的电压送电。这就是所谓 超超高压输电高压输电。 目前我国远距离送电采用的电压有目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV 和和330kV, 在少数地区已开始采用在少数地区已开始采用500kV的超高压送电。的超高压送电。 目前世界上正在试验的最高输电电压是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，等级有大型发电机发出的电压，等级有 10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。 U0RR0U2U1U3UI1电路图 例：发电机输出电压220V ，输出功率44kW， 每条输电线电阻0.2，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？140V, 28KW219.2V, 43.84KW 思考：有一台内阻为思考：有一台内阻为11的发电机，供给的发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器的一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为匝数比为1 1：4 4，降压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为4 4：1 1，输电线总阻为，输电线总阻为R=4R=4，全校共，全校共2222个班，个班，每班有每班有“220V,40w”220V,40w”的灯的灯6 6盏，若要保证全盏，若要保证全部电灯正常发光，讨论：部电灯正常发光，讨论：1 1）发电机的输出）发电机的输出功率多大？功率多大？2 2）发电机的电动势多大？）发电机的电动势多大？3 3）输电效率是）输电效率是多少？多少？4 4）若使用灯数减半并正常发光，发）若使用灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半？电机的输出功率是否减半？2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾 2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾 小结： 输电导线上功率损失PI2R ，电压损失UIR. 提高输电电压是减小功率损失和电压损失的有效途径 电网输电 两种办法：两种办法：减少输电线的电阻。减少输电线的电阻。R=LR=L/S/S减小输电线中的电流，减小输电线中的电流，提高输电提高输电电压。电压。 一一. .输电导线上的功率损失：输电导线上的功率损失：设输电电流为设输电电流为I I，输电线的电阻为，输电线的电阻为R R，则，则功率损失为：功率损失为：P = I P = I 2 2 R R 一般要求：一般要求： P10%P P10%P 二二. . 输电线上的电压损失输电线上的电压损失U U 发发 电电 厂厂 输电线输电线R R 用电设备用电设备UPU PUPI 通常要求通常要求: U 10%: U 10%15% U15% U
