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18.3 电能与社会发展
第十八章 家庭电路与安全用电
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
电能的产生和输送
我国的电力工业
节约用电
知识点
电能的产生和输送
知1－讲
1
1. 火力发电、水力发电和核能发电的比较
发电方式 能量的转化过程
火电发电
水力发电
核能发电
知1－讲
2. 电能的输送——高压输电
(1)远距离高压输电示意图
电能远距离输送的过程：发电厂——升压变压器——高压线路——降压变压器——工厂或居民用电。
知1－讲
(2)高压输电的原理
导线本身有电阻，电流在通过导线时会产生热效应，从而带来电能的消耗。根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，要减小能量损失，就需要减小电流I或电阻R，而要减小电阻R 就要增加导线的横截面积，或更换电阻率更小的材料，这样既浪费材料，又难架设。因此只有减小电流I，在保证输出功率一定的情况下，根据I＝可知，升高电压才能减小电流，进而减小电能在导线上产生的热量。这就是高压输电的原理，即高压输电，减小电流是减小电能损失的有效方法。
知1－讲
拓展视野
从环保、成本、环境制约等角度比较各种发电方式的优缺点。
发电方式 对生态环境的影响 成本 环境制约
火力发电 污染大 低 基本不受
水力发电 污染小，会影响生态系统 较低 受地理位置、季节影响
知1－讲
续表
发电方式 对生态环境的影响 成本 环境制约
核能发电 污染小，核废料处理是难题 较低 核电站一般建在海边
风力发电 污染小 较低 受气候制约
太阳能发电 无污染 较高 受天气制约
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注意：
(1)高压输电可以减少电能的损失，但并不是电压越高越好。随着输电电压的升高，对绝缘材料的要求就会提高，输电线架设的难度也会增大。在大功率远距离输电时，用较高的电压输电；近距离输电，则不用太高的电压输送。
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输送功率 输送距离 送电电压 送电方式
100 kW 以下 几百米以内 220 V 低压送电
几千千瓦~ 几万千瓦 几十千米~ 上百千米 35 kV 或者110 kV 高压送电
10 万千瓦以上 几百千米以上 220 kV 或更高 超高压送电
知1－讲
(2)电能的优点：①电能来源广泛，把自然界存在的各种能转化为电能比较容易；②电能便于输送，而且损失小，成本低；③电能使用起来方便，且用电器的效率高，无污染。
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拓展一步
提高输电电压，能减少多少电能损失呢
答：当输送的电压提高为原来的n倍时，根据I＝可知输电电流减小为原来的；根据P＝I2R可知，输电线上损失的功率就是原来损失功率的。
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例 1
核电站和火力发电站的工作原理(如图2所示)有哪些异同？
知1－练
解析：分析对比两图可知，相同点：获得内能以后的过程是完全一样的，即高温高压的蒸汽推动汽轮机，使其获得机械能，机械能再通过发电机转化为电能。不同点：能量的最初来源不同，核能来源于核燃料的裂变过程；而火力发电中能量来源于普通的化学反应，即燃烧化石燃料，两者所用的燃料不同。再者相同质量的燃料获得能量的多少不一样，核燃料释放能量巨大，而化石燃料释放能量较小。
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解：相同点：都是利用高温高压蒸汽推动汽轮机发电，将内能转化为电能。不同点：①使用的燃料不同，核电站使用的是核燃料，而火力发电站使用的是化石燃料；②获得内能的方式不同，核电站是把裂变释放的核能转化为内能，火力发电站是把燃料的化学能转化为内能。
知1－练
1. 1953 年我国第一条220 kV 高压输电线路工程破土动工，1981 年500 kV 超高压输变电工程正式投入运行，2009年1 000 kV特高压交流试验示范工程投入商业运行，我国高压输电技术从“跟跑”到“领跑”，已成为中国制造的“金色名片”。为什么远距离输电的电压越来越高？
知1－练
原来，当电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电阻一定的情况下，要减小输电线上的电能损失，就要尽可能减小_________；为了在一定时间内输送更多的电能，就应该采用________来输电。
输电电流
更高电压
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知识点
我国的电力工业
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1. 我国的电力工业始于1882 年，到1949 年底，全国年发电量仅43 亿千瓦时，居世界第25 位。改革开放以来，电力工业有了迅猛的发展，据2021 年底统计，全国年发电量已达到85 342.50 亿千瓦·时，居世界第一位，我国是世界电力生产和消费大国。
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2. 目前，我国除了台湾地区和香港、澳门特别行政区外，已经形成华北、东北、华东、华中、西北、西南和南方联合等7 个跨省区电网。大电网覆盖了全部城市和绝大部分农村。我国的电力工业已跨入大区联网和推进全国联网的新阶段。
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3. 为了解决部分地区的电力紧缺问题，我国实施了西电东送，即把煤炭、水能资源丰富的西部地区的能源转化为电力资源，输送到东部地区。西电东送工程中有多条特高压直流线路在技术上处于世界领先地位。
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4. 我国发电主要是通过火力发电和水力发电，火力发电不可避免地要造成环境污染，影响人们的生活。所以，我们应该辩证地看待我国的电力工业。 另外，我国正大力发展风力发电和核能发电，积极开发利用新能源，以适应国民经济和社会发展的需要。
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5. 电网是将那些临近的电厂、变电站、高压输电线路联合起来组成的地区性送配电系统，具有统一管理和统一调配大面积送配电的功能。
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知识广角
三峡水电站面面观：
为治理长江水患，1992年全国人民代表大会批准建设三峡水电站。1994年三峡工程正式开工建设，2003年首批机组投产发电，于2009 年全部完工。2014年，三峡水电站全年发电988亿千瓦·时，创单座水电站年发电量世界最高纪录。
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三峡水电站是当今世界上最大的水电站，单机容量和总装机规模均居世界第一，年设计发电量882亿千瓦时，是我国“西电东送”和“南北互供”的骨干电源点，为我国国民经济和社会发展注入源源不断的清洁电能，发挥了巨大的社会效益和经济效益。
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知识点
节约用电
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1. 为什么要节约用电
虽然电能使用方便清洁，但目前电能主要是从煤炭、石油、天然气等资源转化而来的，对这些资源的过度开采，带来的是对环境的破坏。因此，提倡节约用电，可以减少能源的消耗，保护环境，这不仅关系到社会的科学发展，而且也关系到每个人生活质量的提高。
知3－讲
知3－讲
2. 节约用电的措施
(1)电视机的音量和亮度要适中，不要长时间使其处于待机状态；
(2)电冰箱放置在阴凉通风处，饭菜放凉后再放进冰箱，且不要频繁开关冰箱门；
(3)用日光灯或节能灯代替白炽灯照明，养成人走关灯的好习惯；
(4)空调温度夏天不要调得太低，冬天不要调得太高……
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知识拓展 一度电，大用途
消耗一度电，常用电器的工作时间：
25 瓦的节能灯：约40小时 电视机(250瓦)：约4小时
冰箱：约2天 空调：约45～60分钟
微波炉：约60 ～75分钟 电饭煲：约60 ～75分钟
电脑：约4 小时 全自动洗衣机：约3小时
电风扇：约15小时 ……
知3－练
“绿水青山就是金山银山”为未来中国的生态文明建设和绿色发展指明了路线，我们要从生活中的小事做起，以下行为符合节能减排要求的是(　　)
A. 尽量多开启电冰箱门
B. 照明时选用新型节能灯
C. 电视机长期处于待机状态
D. 多使用内燃机为动力的汽车
例 2
知3－练
解析：频繁开启电冰箱门，冰箱制冷效果降低，不利于节约电能，A 不符合题意。照明时采用新型节能灯，不影响照明的前提下能节约电能，B 符合题意。电视机不使用时处于待机状态，也会消耗电能，这样会浪费电能，C 不符合题意。多使用内燃机作为动力的汽车，排放的废气就多，这样不符合减排的要求，故D 不符合题意。
答案: B
知3－练
2. 如图分别是小李同学家上月初和上月末的电能表的表盘示数。如果每度电按0.6 元收费，则小李同学家上个月应交电费_____元。一天傍晚，家里开着几台空调，妈妈在厨房做饭，突然他们家的空气开关跳闸了，结合此时的情况，跳闸的原因最可能是_________________。请你为小李家提一条节约用电的建议：
_____________________。
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用电器总功率过大
空调温度不要设置太低
电能与社会发展
电能
电力现状
节约用电
产生
减少能
源消耗
输送
高压输电

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