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第三章 交变电流
人教版（2019）选修 第二册
3.4 电能的输送
1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关。
2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理。
3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题。
4.通过对远距离输电的学习，了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，培养学生的社会责任感。
学习目标
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。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？
导入新课
探讨：输电过程中电能的损耗
P= P损 +P用户
U= U损+U用户
P损=I2r线
P用、U用
U损
P损
用户
P、U
r线
发电厂～
I
电压损失：
功率损失：
U损=Ir线
一、降低输电损耗的两个途径
1.减小输电线电阻
减小材料的电阻率 ρ
思考：减少输电损耗的途径
减小输电线的长度 L（不可行）
输电线太粗弊端：
不经济，架设困难
增大横截面积 S
减小输电线电阻
减小输电线中的电流
途径
2.减小输电线中的电流
减小输送功率（不可行）
提高输电电压
P输=UI
计算： 一水电站输出的电功率为200kW，将电能输送到40km以外的地方。
已知输电线总电阻为0.1Ω，若采用200V的电压输电，导线上损失的电功率占总功率的百分之几？若用2kV的电压输电呢？
P用、U用
U损
P损
用户
P、U
r线
发电厂～
I
演示：低压输电
演示：高压输电
结论 减少电能损失的最有效的途径：
当输送功率P、输电线电阻r一定时，输电电压提高到原来的 n 倍，输电线上的功率损失降为原来的 。
提高输电电压
A．输电线上的电流
B．输电线上的电流
C．输电线电阻上的功率损失
D．输电线上损失的功率
针对练 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R线．则下列说法正确的是 （ ）
BC
远距离输电过程示意图
输电的两端——电源和用电器
输电导线
两次电压变换——升压和降压
输电环节分析：
二、高压输电基本环节
功率关系
电压关系
电流关系
P1=P2
P3=P4
P2= P损 +P3
U2= U损+U3
I2= I3
建立模型
I1
P1
U1
U损
P损
U2 P2
I2
U3
I3
P3
U4
I4
P4
用户
发电厂
r线
n1
n2
n4
n3
例题 某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。
请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
⑴降压变压器输出的电流是多少？输电线上的电流是多少？
⑵输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
⑶两个变压器的匝数比等于多少？
参考答案：⑴43.18A 25A ⑵200V 4000V ⑶1：16 190：11
⑴画出供电示意图
⑵以变压器铁芯为界，分出各回路，各回路独立使用欧姆定律分析
⑶相邻回路由变压器原理联立。
小结：处理远距离输电问题思路
突破口
I1
P1
U1
U损
P损
U2 P2
I2
U3
I3
P3
U4
I4
P4
用户
发电厂
r线
n1
n2
n4
n3
练习1 小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器T1升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器T2，经降低电压后再输送至各用户。设T1、T2都是理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致 （　　）
A．升压变压器初级线圈中的电流变小 B．升压变压器次级线圈两端的电压变小 C．高压输电线路的电压损失变大 D．降压变压器次级线圈两端的电压变大
C
解析：从变化点出发，按回路顺序依次行进，回路间由变压器规律联系。
练习2 如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是 （　 ）
A．仅闭合开关S，灯L1会变亮
B．仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
D．仅将滑片P上移，电流表示数会变大
B
三电网供电
阅读课本P62-63，完成下列问题：
1.什么是电网？
2.阐明电网送电的意义。
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，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。
电网供电意义：
在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益；
可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡；
可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。
课堂小结
课堂小结
1.降低输电损耗的两个途径
2.高压输电基本环节
3.电网供电

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