【物理】2023-2024学年鲁科版选择性必修第二册 电能的远距离输送 课件.pptx

第4节电能的远距离输送核 心 素养 目 标CONTENTSCONTENTS目 录新知预新知预览览抓必备抓必备素养浸润提能力知能演练重落实课时跟踪检测目录新知预览抓必备高效学习 夯基固本1 1目录知识点一采用高压输电的原因知识点一采用高压输电的原因1输电线路的功率损失输电线路的功率损失(1)产生原因：输电线有电阻，电流流过时产生焦耳热。产生原因：输电线有电阻，电流流过时产生焦耳热。(2)表达式表达式P 。(3)减小功率损失的方法：减小功率损失的方法：减小输电线电阻。减小输电线电阻。减小输电电流。减小输电电流。2降低功率损失的途径降低功率损失的途径高压高压输电输电由由 P UI可可 知知，在在 保保 证证 输输 送送 电电 功功 率率 P不不 变变 的的 情情 况况 下下，必必 须须 提提 高高 ，才能减小电流才能减小电流I。I2R输电电压输电电压U目录知识点二高压交流输电与直流输电知识点二高压交流输电与直流输电1高压交流输电系统高压交流输电系统(1)输输电电环环节节：在在发发电电站站附附近近用用 变变压压器器升升高高电电压压，用用输输电电线线输输送送到到远远方方，在用电地区附近，在用电地区附近，用用 变压器变压器降到所需电压。降到所需电压。(2)远距离输电电路图如图所示。远距离输电电路图如图所示。2高压直流输电高压直流输电(1)采用高压直流输电的原因采用高压直流输电的原因当当交交流流输输电电功功率率很很大大时时，导导线线的的 、引引起起的的电电压压及及电电能能损损失失很很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难。升压升压降压降压电感电感电容电容目录(2)高高压压直直流流输输电电系系统统的的工工作作程程序序：交交变变电电流流升升压压后后输输送送到到 ，把把高高压压交交变变电电流流变变换换成成高高压压 ，经经由由 线线路路输输送送到到用用电电地地区区后后，将将高压高压 变换变换成高压交变电流，再经降压变压器降压成高压交变电流，再经降压变压器降压。知识点三电能的利用与社会发展知识点三电能的利用与社会发展1发发电电机机、电电动动机机在在工工业业上上的的运运用用，克克服服了了蒸蒸汽汽机机在在使使用用过过程程中中存存在在的的不少难题，体现出许多优越性。不少难题，体现出许多优越性。与与 相比相比，电动机灵活、小巧，电动机灵活、小巧、，更加广泛地应用于工业生产领域。更加广泛地应用于工业生产领域。2目目前前使使用用的的电电能能，主主要要来来自自热热能能、水水能能、原原子子能能、风风能能等等其其他他形形式式的的能能量，这些能量转换为电能都量，这些能量转换为电能都离不开离不开 。3电能的利用提高电能的利用提高了了 ，解放了劳动者。解放了劳动者。整流器整流器直流电流直流电流高压直流高压直流直流电流直流电流适应力强适应力强蒸汽机蒸汽机发电机发电机劳动生产率劳动生产率目录(1)由由PUI知，电功率损失与电流成正比知，电功率损失与电流成正比。()(2)高压输电是通过减小输电电流来减小电路的电能损耗高压输电是通过减小输电电流来减小电路的电能损耗。()(3)仅仅仅仅从从减减少少能能量量损损失失的的角角度度看看，输输送送功功率率一一定定的的情情况况下下，输输电电电电压压越越高高，损失的能量越少损失的能量越少。()目录(5)从发电厂发出的电输送到用户，为减少电能损失，采用高压输电从发电厂发出的电输送到用户，为减少电能损失，采用高压输电。()(6)使使用用升升压压变变压压器器和和降降压压变变压压器器进进行行远远距距离离输输电电时时，用用户户得得到到的的电电压压可可以以高于发电机输出的电压高于发电机输出的电压。()(7)远远距距离离输输电电时时，若若升升压压变变压压器器匝匝数数比比为为1n，降降压压变变压压器器匝匝数数比比为为n1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。()(8)直流输电比交流输电的技术要求更高，输电原理也更复杂直流输电比交流输电的技术要求更高，输电原理也更复杂。()目录素养浸润提能力互动探究 重难突破2 2目录目录1输电线上的电压损失输电线上的电压损失U2输电线上的功率损失输电线上的功率损失P(1)原原因因：输输电电线线有有电电阻阻R线线，电电流流I流流过过输输电电线线时时，电电流流的的热热效效应应引引起起电电功功率率的损失。的损失。目录3减少电压损失和功率损失的方法减少电压损失和功率损失的方法目录BD目录|特特别提醒提醒|目录1某某校校为为了了确确保保教教学学的的正正常常进进行行，学学校校领领导导决决定定对对全全校校的的旧旧电电网网进进行行改改造造并并购购置置了了一一台台备备用用发发电电机机。发发电电机机房房到到教教学学区区距距离离较较远远，为为了了减减少少输输电电线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的是是()A提高输电电压提高输电电压B用超导材料做用超导材料做输电线输电线C提高输送功率提高输送功率D减小输电线的横截面减小输电线的横截面A目录B目录某发电站向远处送电，发电站一端和用户一端的变压器作用各是什么某发电站向远处送电，发电站一端和用户一端的变压器作用各是什么？提提示示：发电站站一一端端的的变压器器是是升升压变压器器，把把电压升升高高用用于于远距距离离输电；用用户一端的一端的变压器是降器是降压变压器器，把把电压降低供用降低供用户使用。使用。目录1远距离输电的几个基本关系式远距离输电的几个基本关系式(1)功率关系：功率关系：P1P2，P2P损损P3，P3P4。目录(5)输电导线上损耗的电功率输电导线上损耗的电功率(6)输电导线上的电压损失输电导线上的电压损失U损损I线线R线线U2U3。2处理远距离输电问题的方法技巧处理远距离输电问题的方法技巧(1)画好一张图画好一张图远距离输电示意图。远距离输电示意图。(2)抓住电两端抓住电两端发电站和用户。发电站和用户。(3)分析一条线分析一条线输电线。输电线。(4)研究两次变研究两次变升压变压器升压和降压变压器降压升压变压器升压和降压变压器降压。(5)区分三个量区分三个量输送电压输送电压(功率功率)、损失电压、损失电压(功率功率)、用户电压、用户电压(功率功率)。目录目录答案答案12024011目录(2)用户得到的电功率是多少。用户得到的电功率是多少。解析解析用用户得到的得到的电功率即降功率即降压变压器的器的输出功率出功率为P用用PP损P(14%)10096%kW96 kW。答案答案96 kW目录AD目录目录A目录目录|要点回眸要点回眸|目录知能演练重落实内化知识 巩固技能3 3目录C目录C目录AD目录4(多多选选)远远距距离离输输电电示示意意图图如如图图所所示示，其其中中T1、T2为为理理想想变变压压器器，输输电电线线总总电电阻阻可可等等效效为为电电阻阻r，灯灯泡泡L1、L2相相同同且且阻阻值值不不变变。现现保保持持变变压压器器T1的的输输入入电电压压不不变变，滑滑片片P位位置置不不变变，当当开开关关S断断开开时时，灯灯泡泡L1正正常常发发光光。下下列说法正确的列说法正确的是是 ()A仅闭合开关仅闭合开关S，灯泡，灯泡L1会变亮会变亮B仅闭合开关仅闭合开关S，r消耗的功率会变大消耗的功率会变大C仅将滑片仅将滑片P下移，电流表的示数会变下移，电流表的示数会变大大D仅将滑片仅将滑片P下移，下移，r消耗的功率会变小消耗的功率会变小BC目录解解析析：当当闭合合S时，T2副副线圈圈中中电流流增增大大，T2原原线圈圈中中电流流也也增增大大；此此时输电线电阻阻r上上损失失的的电压和和功功率率增增大大；此此时T2输入入电压UT2初初UT1次次Ir减减小小，灯灯泡泡两两端端电压UT2次次减减小小，灯灯泡泡会会变暗暗，故故A错误，B正正确确；仅将将滑滑片片P下下移移，T1副副线圈圈匝匝数数增增大大，则T1输出出电压增增大大，T2的的输入入电压增增大大，灯灯泡泡两两端端电压也也增增大大，T2副副线圈圈中中电流流变大大，则T2原原线圈圈中中电流流变大大，输电线电阻阻r消消耗耗的的功功率率会会变大大；变压器器T1副副线圈圈中中电流流变大大，则原原线圈圈中中电流也流也变大大，即即电流表的示数会流表的示数会变大大，故故C正确正确，D错误。目录课时跟踪检测4 4目录2345678910111121(多多选选)远远距距离离输输送送交交变变电电流流都都采采用用高高压压输输电电，我我国国正正在在研研究究用用远远高高于于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点的电压进行输电，采用高压输电的优点是是()A可提高输电效率可提高输电效率B可根据需要调节交变电流的频率可根据需要调节交变电流的频率C可减少输电线上的电功率损失可减少输电线上的电功率损失D可加快输电的速度可加快输电的速度AC目录2345678910111122远远距距离离输输电电线线路路的的示示意意图图如如图图所所示示，若若发发电电机机的的输输出出电电压压不不变变，则则下下列列叙述正确的叙述正确的是是()A升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数之比决定输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数之比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C目录234567891011112解解析析：匝匝数数之之比比一一定定时，变压器器的的输入入功功率率是是由由用用户消消耗耗的的功功率率决决定定的的，由由PUI知知，选项A错误；输电线中中的的电流流与与变压器器匝匝数数之之比比和和负载电阻阻都都有有关关，选项B错误；用用户用用电器器的的总电阻阻减减小小，功功率率增增大大，输电线上上的的电流流增增大大，功功率率损失失增增加加，选项C正正确确；由由于于远距距离离输电，输电线的的电阻阻不不能能忽忽略略不不计，输电线上上的的电压不不能能忽忽略略，升升压变压器器的的输出出电压大于降大于降压变压器的器的输入入电压，选项D错误。目录234567891011112B目录234567891011112C目录2345678910111125(多选多选)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电电流成正比输电线路上损失的电压与输电电流成正比B输电电压越高，输电线路上损失的电压越大输电电压越高，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电电压的平方成反比输电线路上损失的功率跟输电电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比AC目录234567891011112BCD目录234567891011112C目录234567891011112目录234567891011112C目录2345678910111129某小型发电站发电机输出的交流电压为某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出输出的电功率为的电功率为50 kW，用电阻为，用电阻为3 的的输电线输电线向向远处输电，要求输电线上损失功率为输电远处输电，要求输电线上损失功率为输电功功率率的的0.6%，则则发发电电站站要要安安装装一一升升压压变变压压器器，到到达达用用户户再再用用降降压压变变压压器器变变为为220 V供供用用户户使使用用(两两个个变变压压器器均均为为理理想想变变压压器器)。对对整整个个输输电电过过程程，下下列说法正确的列说法正确的是是()A输电线上损失的功率为输电线上损失的功率为300 W B升压变压器的匝数之比为升压变压器的匝数之比为1100C输电线上的电流为输电线上的电流为100 AD降压变压器的输入电压为降压变压器的输入电压为4 700 VA目录234567891011112目录23456789101111210如如图图所所示示，某某发发电电机机输输出出功功率率是是100 kW，输输出出电电压压是是250 V，从从发发电电机机到到用用户户间间的的输输电电线线总总电电阻阻为为8，要要使使输输电电线线上上的的功功率率损损失失为为发发电电机机输输出出功功率率的的5%，而而用用户户得得到到的的电电压压正正好好为为220 V，则则升升压压变变压压器器和和降降压压变变压器原、副线圈匝数之比分压器原、副线圈匝数之比分别是别是()A16119011 B11611190C11619011 D16111190C目录234567891011112目录23456789101111211如图是所建光伏发电项目。若光伏发电机总输出功率如图是所建光伏发电项目。若光伏发电机总输出功率为为36 kW，输出电压为，输出电压为500 V，先后经过升压变压器和，先后经过升压变压器和降压降压变压器变压器传输到用户。设输电线的总电阻为传输到用户。设输电线的总电阻为10，要求输要求输电电线线中中因因发发热热而而损损失失的的功功率率为为输输送送功功率率的的4%，用用户户需需要要的的电电压压为为220 V，不计变压器的能量损耗。试求：，不计变压器的能量损耗。试求：(1)升压变压器的输出电压；升压变压器的输出电压；答案：答案：3 000 V目录234567891011112(2)升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比。升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比。目录23456789101111212发电机的输出电压为发电机的输出电压为220 V，输出功率为，输出功率为44 kW，输电线电阻为，输电线电阻为0.4。(1)求用户得到的电压和电功率各是多少？求用户得到的电压和电功率各是多少？答案：答案：140 V2.8104 W目录234567891011112(2)如如果果发发电电站站先先用用匝匝数数比比为为110的的升升压压变变压压器器将将电电压压升升高高，经经同同样样输输电电线线路路后后，再再经经过过101的的降降压压变变压压器器降降压压后后供供给给用用户户，则则用用户户得得到到的的电电压和电功率又各是多少？压和电功率又各是多少？答案：答案：219.2 V43 840 W