第三章

交變電流4

電能的輸送我國很多發(fā)電廠建在能源聚集的西部地區(qū)，而用電量大的城市多在東部沿海地區(qū)。從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠(yuǎn)距離輸電中，如何減少電能的損耗?新課導(dǎo)入一、輸送電能①可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電②保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量（電壓和頻率穩(wěn)定）③經(jīng)濟(jì)：輸電線路建造和運行的成本低，電能損耗小便于遠(yuǎn)距離輸送1.電能的優(yōu)點：2.輸送電能的基本要求：課堂探究二、降低輸電損耗的兩個途徑U用rUI發(fā)電廠~用戶串聯(lián)分壓：1.功率和電壓損失U損U=U損+U用U損=Ir電壓損失：PP損P用能量守恒：P=P損+P用功率損失：P損=I2r注意：每根導(dǎo)線的電阻為r，則：U損=2Ir，P損=2I2r。2.降低輸電損耗的兩個途徑P損＝I2r途徑一：減少輸電線的電阻rU用rUI發(fā)電廠~用戶U損PP損P用途徑二：減少輸電線的電流I①減小材料的電阻率ρ：用銅或鋁②減小輸電線的長度L：③可適當(dāng)增大導(dǎo)線橫截面積S：途徑一：減少輸電線的電阻r不可行有一定限度途徑二：減少輸電線的電流I假定輸電線路中的電流是I，用戶端的電壓是U，兩條導(dǎo)線的總電阻是r。在圖中導(dǎo)線的電阻集中畫為一個電阻r。1.怎樣計算輸電線路損失的功率?思考與討論P損=I2r2.在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的幾分之一?在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半線路上損失的功率減為原來的幾分之一?電阻減半：電流減半：電阻減半：電流減半：3.通過第2步的兩項計算，你認(rèn)為哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更為有效?減少電流對降低損耗更有效4.怎樣計算用戶消耗的功率P?P=P損+P用P用=P-P損P用=UI-I2r5.在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流?要想在用戶得到的功率不變的前提下降低電流I，那就要提高輸送電壓U。3.高壓輸電P用=UI-I2rP損=I2rP=UI，P損變?yōu)?/n2。U

提高n倍，I

降低為1/n，P不變高壓，可以擊穿塑料10千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏三、電網(wǎng)供電發(fā)電機(jī)和變壓器∶決定電壓用戶∶決定功率和電流缺陷：產(chǎn)能浪費1.一對一供電優(yōu)點：合理調(diào)度電力，減少斷電風(fēng)險我國的電網(wǎng)：國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。2.電網(wǎng)供電四、輸電線路中的參量關(guān)系1.電壓關(guān)系①升壓變壓器：

②降壓變壓器：③傳輸過程：

~I1

I3I4I2n1n2n3n4P1P2P3P4rR用U損P損升壓變壓器降壓變壓器U2=U損+U3U1U2U3U42.電流關(guān)系③傳輸過程：②降壓變壓器：①升壓變壓器：

I2=Ir=I33.功率關(guān)系：①升壓變壓器：

P1=P2②降壓變壓器：P3=P4③傳輸過程：P2=P損+P3

練習(xí)1：

三峽電站某機(jī)組輸出的電功率為50萬千瓦.(1)若輸出的電壓為20萬伏，則輸電線上的電流為多少？答案2500A(2)在(1)情況下，某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它與輸出功率的比值是多少？輸電線上損失的功率ΔP＝I2·2r＝25002×2×10W＝1.25×108W(3)若將輸出電壓升高至50萬伏，輸電線上的電流為多少？某處與電站間每根輸電線的電阻仍為10歐，輸電線上損失的功率又為多少？它與輸出功率的比值是多少？輸電線上損失的功率ΔP′＝I′2·2r＝10002×2×10W＝2×107W練習(xí)2（多選）風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能.某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為10kW，輸出電壓為250V，用戶得到的電壓是220V，輸電線的電阻為20Ω，輸電線路的示意圖如圖所示.若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的5%，變壓器均視為理想變壓器，則下列說法正確的是A.用戶得到的功率為9.5kWB.通過輸電線的電流為4AC.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶8D.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶11√√用戶得到的功率即降壓變壓器的輸出功率P用＝P－P損＝P×(1－5%)＝9.5kW，故A正確；練習(xí)三(多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線總電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變.現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當(dāng)開關(guān)S斷開時，燈L1正常發(fā)光.則下列說法正確的是A.僅閉合開關(guān)S，燈L1會變亮B.僅閉合開關(guān)S，r消耗的功率會變大C.僅將滑片P下移，電流表的示數(shù)會變大D.僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小√√僅閉合S，則T2副線圈中總電阻變小，T2副線圈中電流變大，T2原線圈電流也變大，則r上損失的電壓和功率變大，則T2輸入電壓UT21＝UT12－Ir變小，燈L1兩端電壓UT22減小，故燈L1會變暗，故A錯誤，B正確；僅將滑片P下移，T1副線圈匝數(shù)變大，則T1輸出電壓變大，T2的輸