【课件】电能的输送 高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第二册）.pptx

3.4 电能的输送第二章 电磁感应 作为全国电力外送基地，山西持续加强电网建设和设备改造，优化电网运行方式。党的十八大以来，山西相继建成投运4条外送通道，全省并网装机容量由5455万干瓦增长到1.21亿干瓦，电力外送能力由1930万干瓦增长到3062万干瓦。我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。由于发电厂与用户在距离上的遥远，因此当电能在在东部沿海地区。由于发电厂与用户在距离上的遥远，因此当电能在从发电厂传输给用户的过程中我们要考虑什么问题？要注意什么？从发电厂传输给用户的过程中我们要考虑什么问题？要注意什么？一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径输送电压：电厂向外输电时，其两端的电压即为输送电压。输送功率：电厂对外发出的功率即输送功率。思考：导致输电过程中电能损耗的原因是什么？P输输U输输I输输一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径问题探究1：输电线上损失的功率表达式是什么？问题探究2：如何减小输电线上的功率损失？（1）减少输电线的电阻（2）减少输电线的电流若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为P损损I2r由 可知：P损损I2r一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径（1）在理论上，若减少输电线电阻，输电线长度一定的情 况下，可采取得措施：减少材料的电阻率增加导线的横截面积S；1.减少输电线的电阻：由 可知：=（2）在实际上建设时，过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重，太粗也给铺设工作带来困难。假定输电线电路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻为r。思考与讨论：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，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率为原来的几分之一？电阻减半：电阻减半：电流减半：电流减半：思考与讨论：(3)通过第2步的两项计算，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？(5)在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？(3)(3)减少电流对降低损耗更有效减少电流对降低损耗更有效(4)P=P损+P用P用=P-P损P用=UI-I2r(5)(5)要想在用户要想在用户得到的功率不变得到的功率不变的前提下降低电流的前提下降低电流I I，那就要提高输，那就要提高输送电压送电压U U。2.减小导线中电流由 P=IU 可知：提高输电电压U送，便可减小输电电流I一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径，P损损变为变为1/n2。U提高提高n倍倍，I降低为降低为1/n，p不变不变 依照依照不同不同情况情况（距离远近、输送（距离远近、输送功率大小等）功率大小等）选择选择合适的输电电压合适的输电电压。目前目前我国远距离输电采用的电压我国远距离输电采用的电压有有110 kV110 kV、220 kV220 kV、330 kV330 kV，输电干线，输电干线已经采用已经采用500 kV 500 kV 和和750 kV 750 kV 的超高压，的超高压，西北电网甚至达到西北电网甚至达到1 100 kV 1 100 kV 的特高压。的特高压。二、电网供电二、电网供电1.1.电能输送的基本模型电能输送的基本模型升压变升压变压器压器降压变降压变压器压器1.1.电能输送的基本模型电能输送的基本模型二、电网供电二、电网供电1010千伏千伏几百千伏几百千伏100100千伏左右千伏左右1010千伏左右千伏左右220220伏伏发电机和变压器发电机和变压器 决定电压决定电压用户用户决定功率和电流决定功率和电流缺陷：缺陷：产能浪费产能浪费2.2.一对一供电一对一供电二、电网供电二、电网供电二、电网供电二、电网供电3.3.电网供电电网供电优点：优点：合理调度电力，合理调度电力，减少断电风险减少断电风险我国的电网：我国的电网：国家电网国家电网和南方电网。和南方电网。通过通过网状的输电线、网状的输电线、变电站，将许多电厂和变电站，将许多电厂和广大用户连接起来广大用户连接起来问题探究1：高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？功率关系：电压关系：电流关系：4.4.输电线路中的参量关系输电线路中的参量关系(1)升压变压器端：(2)输电线上:(3)降压变压器端：(损失的电压)14223UUUURIF用线 rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4新课讲授(损失的功率)减小输电线的电阻减小输电线的电阻减小输电导线中的电流：提高输电电压（有效途径）减小输电导线中的电流：提高输电电压（有效途径）降低输电损降低输电损耗两个途径耗两个途径电能输送的电能输送的基本模型基本模型“多对多多对多”的电网模式的电网模式输电技术的发展：直流高压输电输电技术的发展：直流高压输电电网供电电网供电发电厂发电厂交流变直交流变直流流直流变交直流变交流流用户用户高压高压输电输电【课堂小结】【课堂小结】【课堂练习】【课堂练习】1.水电站向小山村输电，输送的总电功率为水电站向小山村输电，输送的总电功率为50kW，若以，若以1100V输电电压输送，则线路损耗输电电压输送，则线路损耗10kW。若以。若以3300V输电电压输送，则线输电电压输送，则线路损失可降为（路损失可降为（）。）。A.3.3kW B.1.1kW C.30kW D.11kWB2、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）A.升压变压器的输出电压U2增大B.降压变压器的输出电压U4增大C.输电线上损耗的功率减小D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【课堂练习】【课堂练习】DC【课堂练习】【课堂练习】【课堂练习】【课堂练习】AC