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*,*,*,第,3,章,电能的输送与变压器,1,高压输电原理,1,目标定位,1.,掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径,.,2.,理解高压输电的原理,.,3.,会对简单的远距离输电线路进行定量计算,.,2,内容索引,知识探究,达标检测,3,知识探究,1,4,一、远距离输电为什么要用高电压,如图,1,所示，假定输电线路中的电流为,I,，两条导线的总电阻为,R,，在图中导线电阻集中画为,r,，输送功率为,P,，发电厂输出的电压为,U,.,那么：,(1),远距离大功率输电面临的困难是什么？,在输电线上有功率损失,.,答案,图,1,5,(2),输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？,由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了,.,这是输电线上功率损失的主要原因,.,功率损失表达式：,P,I,2,R,，所以降低输电损耗的两个途径为：,减小输电线的电阻,R,；,减小输电电流,I,.,答案,6,(3),为什么远距离输电必须用高压呢？,因为发电厂的输出功率,P,是一定的，由,P,UI,得，要减小输电电流,I,，必须提高输出电压,U,.,答案,7,要点总结,输电线上的电压损失和功率损失,(,设输电线的电阻为,R,，电流为,I,),1.,电压损失,输电线始端电压,U,与输电线末端电压,U,的差值,.,U,U,U,IR,.,2.,功率损失,(1),远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率,P,I,2,R,.,(2),若输电线上损失的电压为,U,，则功率损失还可以表示为,P,_,，,P,.,U,I,8,3.,减小电压、功率损失的方法,(1),减小输电线的电阻,R,由,R,可知，距离,L,一定时，使用电阻率,的材料，,导体横截面积可以减小电阻,.,(2),减小输电电流,I,由,P,UI,可知，当输送功率一定时，,电压可以减小电流,.,小,升高,增大,9,延伸思考,为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？,用电高峰期到用户家中的输电线电流,I,较大，输电线上损失的电压,U,Ir,较大，用户得到的电压,U,U,较低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗,.,答案,10,例,1,(,多选,),如图,2,所示为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是,A.,增加输电导线的横截面积有利于,减少输电过程中的电能损失,B.,高压输电是通过减小输电电流来,减小电路的发热损耗,C.,在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小,D.,高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好,图,2,答案,解析,典型例题,11,由,P,损,I,2,R,和,R,知,S,越大，,R,越小，,P,损,越小，所以,A,正确,.,由,P,UI,及,P,损,I,2,R,知,B,正确，,C,错误,.,电压越高，对输电线路绝缘性能和对变压器的要求越高，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，所以,D,正确,.,12,例,2,发电厂发电机直接向学校供电，发电机输出电压为,U,1,，发电厂至学校的输电导线总电阻为,R,，导线的电流为,I,，学校得到的电压为,U,2,，则下列关于输电线损失的功率的式子中错误的是,答案,解析,用,P,求电阻上损失的功率时，,U,要与电阻,R,相对应，选项,A,中的,U,1,是输出电压不是输电线上的电压，故,A,是错误的,.,B,中的,U,1,U,2,是输电线上的电压，因此，,B,是正确的,.,C,、,D,中的电流,I,是输电线中的电流，故,C,、,D,都是正确的,.,13,例,3,三峡电站某机组输出的电功率为,50,万千瓦,.,(1),若输出的电压为,20,万伏，则输电线上的电流为多少？,答案,解析,2 500 A,14,(2),某处与电站间每根输电线的电阻为,10,欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？,答案,解析,1.25,10,8,W,25%,输电线上损失的功率,P,I,2,2,r,2 500,2,2,10 W,1.25,10,8,W,15,(3),若将电压升高至,50,万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？,答案,解析,1 000 A,2,10,7,W,4%,输电线上损失的功率,P,I,2,2,r,1 000,2,2,10 W,2,10,7,W,16,针对训练,(,多选,),在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图,3,所示，为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰,.,在正常供电时，高压线上送电电压为,U,，电流为,I,，热耗功率为,P,；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为,9,P,，则除冰时,A.,输电电流为,3,I,B.,输电电流为,9,I,C.,输电电压为,3,U,D.,输电电压为,U,图,3,答案,解析,17,高压线上的热耗功率为,P,I,2,R,线,若热耗功率变为,9,P,，则,9,P,I,2,R,线,由,得,I,3,I,，,A,对,.,又输送功率不变，,P,UI,U,I,，,得,U,U,，所以,D,对,.,18,二、交流输配电网,发电机发出的交变电流先送到,变电站，将电压,到,220 kV,以上，由高压输电线向远处输送,.,在用电区，先由第一级变电站将电压,_,到,110 kV,，再输送到第二级变电站，将电压,到,10 kV,，送到用电区,.,对普通生活用电，则还要用变压器进一步将电压,到,220 V.,升压,升高,降,降,降,19,达标检测,2,20,1.(,降低输电损耗的途径,),中央电视台焦点访谈多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化,.,近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有,A.,提高输送功率,B.,增大输送电流,C.,提高输电电压,D.,减小输电导线的横截面积,1,2,3,4,电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，减少损耗的途径：,(1),减小输电导线中的电流，即可提高输电电压；,(2),减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故,C,正确,.,答案,解析,21,2.(,输电线上电压损失问题,),照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,.,可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些,.,这是因为用电高峰时,A.,总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低,B.,总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小,C.,总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大,D.,供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小,1,2,3,4,答案,解析,22,照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以电灯比深夜时要显得暗，故选,C.,1,2,3,4,23,3.(,输电线上功率损失的计算,),远距离输电，原来用电压,U,0,输送，输电线上损失的功率为,P,0,，现要使输电线路上损失的功率减少到原来的,1%,，在保持输送功率不变的情况下，输电电压变为,_,U,0,.,答案,解析,1,2,3,4,10,24,4.(,输电线上功率损失的计算,),一座小型发电站，用总电阻是,0.5,的输电线把电输送给用户，发电站输送的电功率是,20 kW.,假如用,250 V,的电压输电，估算输电导线上的功率损失和用户得到的功率,.,假如改用,500 V,的电压输电，输电线上的功率损失和用户得到的功率又各是多少？,答案,解析,1,2,3,4,3.2 kW,16.8 kW,0.8 kW,19.2 kW,25,1,2,3,4,用户得到的功率为,P,用,P,P,损,20 kW,0.8 kW,19.2 kW.,26,
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