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§3.4 电能的传输
新课导入
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。
水电站
供人类使用
输电线
从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，我们需要克服什么困难？如何克服？
输送电能的基本要求
可靠：
是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质：
是指保证电能的质量,即电压和频率稳定
经济：
是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
可靠
保质
经济
如何减少电
能的损耗？
电能输送中的电压损失和电能损失
居民区
220V
发电厂
220V ？
远距离输送
I r
发电站
r为输电线的等效总电阻
U
Uˊ
用户
设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，其示意图如下图：
电压损失：
电能损失：
ΔP＝I2r
1、电能损失的原因：输电线上有电阻
ΔU＝I r
电能输送中的电压损失和电能损失
由ΔP =I 2r 可知：
减小输电线的电阻
减小输电线的电流
减小材料的电阻率 ρ
增加导线的横截面积 S
2、如何降低输电损耗
3、如何减小输电线的电阻
根据电阻定律，
L：输电距离一定
（1）减小电阻率 ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。
（银的电阻率最小，但价格昂贵）
采用这两种方式有什么弊端？
（2）适当增大导线的横截面积S，但横截面积S太大要多耗费金属材料，增加成本，同时给架线带来很大困难。
电能输送中的电压损失和电能损失
由 P = IU 可知：
减小输出功率 P　　
提高输电电压 U
可减小输电电流
4、如何减小输电线的电流
采用这两种方式有什么弊端？
(2)提高输电电压U ：由 可知在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，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 倍。
(1)减小输出功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。
实例分析
把功率为 22 kW 的电能用总电阻为 2 Ω 的导线输送到远方的用户，用 220 V 的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用 22 kV 的电压输电，导线损失的功率又为多少？
220 V 输电，损失的功率为
22 kV 输电，损失的功率为
解：
电能输送中的电压损失和电能损失
因此：输电电压并不是越高越好。
弊端：输电电压越高，线路及变压器等设备的绝缘要求就越高，维修和维护线路及变压器设备的费用就越高。
综上所述,输送功率P 一定时，由ΔP =I 2r 可知：
当I 一定，r 减为原来的一半，ΔP 减为原来的一半。
当r 一定，U提高一倍，由P = UI 可知： I 减半，ΔP 减为原来的四分之一。
采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施
如何升高电压，这样的电路要如何设计？
变压器（复习）
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：
变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：
3、理想变压器：
三、理想变压器的变压、变流规律：
电能→磁场能→电能
巩固练习
1.(采用高压输电的原因)(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电。采用高压输电的优点是(　　)
A.可节省输电线的材料
B.可根据需要调节交变电流的频率
C.可减小输电线上的能量损失
D.可加快输电的速度
AC
巩固练习
2.(输电线上的电压损失和功率损失)(多选)为了消除高压输电线上的冰,假设利用电流的热效应除冰。若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热消耗功率为P损;除冰时,输电线上的热功率需要变为9P损,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(　　)
A.输电电流为3I B.输电电流为9I
C.输电电压为3U D.输电电压为
AD
远距离输电系统
远距离输电示意图
远距离输电系统
1.理清三个回路
ΔP
P1=U1 I1
P4=U4 I4
远距离输电系统
升压变压器 输送回路 降压变压器
功率关系
电压关系
电流关系
2.抓住两
个联系
3.掌握一
个守恒
ΔP
远距离输电系统
输送电路的计算步骤
(1)画出供电示意图。
(2)以变压器铁芯为界,分出各个回路（三个回路）,各回路可独立运用欧姆定律分析。
(3)各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的关系
(两个联系),以及功率的关系（一个守恒）建立方程。
例题示范
1.发电机的端电压为 220 V，输电功率为 110 kW，若要保证用户至少获得 100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于多少 Ω？若用一个升压变压器升至 5500 V 后进行输电，则输电导线电阻不得大于多少 Ω？
220 V 输电：
==500A, = =0.04Ω
导线电阻不得大于 0.04 Ω
导线电阻不得大于 25 Ω
远距离输电系统
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏
缺陷：产能浪费
一对一供电
远距离输电系统
优点：
合理调度电力，
减少断电风险
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
电网供电
巩固练习
2.(远距离输电分析)下图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I2。下列说法正确的是(　　)
A
远距离输电系统
直流输电
通交流，隔直流
通高频，阻低频
通直流，阻交流
通低频，阻高频
远距离输电，线路上的电容、电感对交变电流的影响也不能忽略
为减少感抗、容抗，输电环节也可以采用直流
发电厂
整流
直流输电
升压变压器
用户
降压变压器
逆变
多级降压
换流
课堂小结
电能的输送
输送电能的基本要求
电网供电
降低电能损耗的两个途径
高压输电的原理
基本原理
分析方法
电路中的各种关系
我们的责任担当！
下 课
Thanks!
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