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(共21张PPT)
§7.3-2 电能的输送　
三峡水电站
知识回顾
变压器是根据电磁感应原理设计而成的能够升高或降低交流电电压的电气设备
理想变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。
理想变压器电压、功率和电流的制约关系
n1
n2
U2
R
U1
一、 多副线圈的理想变压器
某同学类比一个原线圈、一个副线圈的理想变压器的规律得出左图理想变压器的电压、功率和电流的制约关系：
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
功率与匝数的关系为
电压与匝数的关系为
电流与匝数的关系为
请判断该同学分析的三条关系正确吗，请说明理由
一、 多副线圈的理想变压器
根据能量守恒定律，原线圈输入的总功率应该等于副线圈输出的各个功率之和，有
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
在理想变压器中不考虑线圈的电阻，可以得到：
由法拉第电磁感应定律，得：
可以得到：
所以：
同学们可以自行推导电流和线圈匝数之间的关系吗？
一、 多副线圈的理想变压器
根据：
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
得：
又因为：
将U2和U3转化为U1：
得：
化简等式得：
通过刚刚的分析，大家可以感受一下功率、电压、电流的约束条件的优先级吗
功率>电压>电流
二、 包含变压器的动态电路分析
R
V2
A2
V3
R0
V1
A1
城市变压器
城市电线
家庭电器
当多台家庭电器同时使用时，相当于电路中R的值如何变化？
家庭电器之间是并联方式接入电路，并联电路越多，等效总阻值越小。
二、 包含变压器的动态电路分析
R
V2
A2
V3
R0
V1
A1
滑动变阻器向下移动时，哪些表的读数不发生变化？依据是什么？
恒等值：
为了方便分析，我们将定值电阻更换为互动变阻器。
恒定值：
变化值：
P入 = P出
变压器的输入电压U1和变压器的输出电压U2
负载电阻R
输出电流I2
负载电压UR
负载电压UR0
输出功率P出
输入功率P入
输入电流I1
三、 电能的输送
为了便于利用天然的能源，发电厂往往建在水力资源或燃料资源丰富的地方，如水电站建在水库大坝旁，火电站建在煤矿附近等。这些发电厂往往离开大城市较远。
水力发电站
高压输电线
城市电路
输送电能的基本要求是什么
三、 电能的输送
电路可靠，电压稳定是输送电能的基本要求。
在经济上，输电线路建造和运行费用低，电能损耗少。
输电线路存在电阻，会焦耳损耗
P损＝I2r
减小输电线的电阻
减小输电导线中的电流
铜的成本高
密度大
升压变压器
降低电流
采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。
三、 电能的输送
直接输电，当负载阻值变小
输电线路中的焦耳损耗变大
高压输电，当负载阻值变小
线路中的损耗都很小
发电厂
用户
三、 电能的输送
1．输送过程图
2．输电过程
电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。
交流高压输电的基本环节
用户
升压变压器
高压输电
降压变压器
发电站
远距离输电原理图
功率关系：
电压关系：
电流关系：
思考：画出输电过程示意图，写出各个物理量之间的联系。
升压变压器
降压变压器
n1
F
R
用
r
n2
n3
n4
U1
I1
P1
I2
U2
P2
I3
U3
P3
I4
U4
P4
三、 电能的输送
升压变压器
ΔP
降压变压器
发电机的端电压为220V，输出功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户。
求用户得到的电压和功率。
从左往右分析：
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏
发电机和变压器∶ 决定电压
用户∶决定功率和电流
缺陷：产能浪费
3.一对一供电
三、 电能的输送
三、 电能的输送
4.电网供电
优点：合理调度电力，减少断电风险
我国的电网：国家电网和南方电网。
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来
三、 电能的输送
U1
U2
U3
U4
发电站
升压变压器
高压输电线路
降压变压器
用电单位
输送距离
送电电压
送电方式
100KW以下
几百米以内
220V
低压送电
几千千瓦～几万千瓦
几十千米～上百千米
35kv或者110kv
高压送电
10万千瓦以上
几百千米以上
220kv或更高
超高压送电
输送功率
我国目前采用的远距离输电方式：　110kv 220kv 330kv 500kv
课堂小结
高压输电
原线圈的能量全部转换为各个线圈的能量之和。
采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。
多副线圈的理想变压器
变压器的动态分析
1.远距离输电中，当输送的电功率为P，输电电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为 （输电线电阻不变），则输电电压应增为（　　）
A.32U
B.16U
C.8U
D.4U
小试牛刀
C
小试牛刀
2.［天津卷］通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和 分别为 （　　）
D
小试牛刀
3. 发电厂输出的交流电压为U=22 kV，输送功率为P=2.2×106 W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220 V，发电厂到变压器间的输电线总电阻为r=22 Ω，求：
（1）输电导线上损失的电功率 P；
（2）输电导线上损失的电压 U；
（3）降压变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2。

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