（选必2）3.4 电能的输送（导学案1）

skybamboo · 发表于 10 小时前

3.4电能的输送

1.了解电能的输送过程中电压与功率都存在着必然的损耗；

2.知道降低输电损耗的两个途径要从控制输电电阻，提高输电电压作为出发点来进行研究；
3.能够结合物理规律与公式推导出U用、U损、P用、P损的表达式，并清楚表达式中各物理量的意义及相互关系。

【重点】高压输电的基本工作原理及降低电能消耗的两种途径。
【难点】高压输电的数学推导过程及各物理量之间的相互关系。

【课前自主学习】
一、知识前置
1. 减少输电线上电能损失的方法
(2)减小输电导线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高__________．
2. 远距离输电各物理量间的关系(如图所示)

(2)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝________＋P3.
(4)电压损失：(1)ΔU＝________；(2)ΔU＝________．
二、新知学习
一、电能的输送
1.思考：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？

风力发电高压输电
2.电能的突出优点
便利性：便于远距离输送
3.输送电能的基本要求
可靠：保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电
保质：保证电能的质量（电压和频率稳定）
经济：输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小
二、输电损耗的两种形式
1、电压损失
2、电功率损失

输电电流，I=_______;电压损失U损=_______;功率损失P损=_______;用户得到U用=_______;
用户得到P用=_______;
随堂思考与讨论

怎样计算输电线路损失的功率?

2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一? 在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的一半,线路上损失的功率减为原来的几分之一?

3.通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？

4.怎样计算用户消耗的功率P用？

三、降低输电损耗的两个途径

如果输送的电功率为P，输送电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为 <Object: word/embeddings/oleObject1.bin>。则输电线损耗功率为多少呢？

则功率损耗为可表示为：

如何减少电能损失?

途径一、减小输电线电阻R：

减小输电线电阻R

①减小材料的电阻率ρ

②减小输电线的长度L

③可适当增大导线横截面积S.

减小输电电流I

途径二、提高输电电压，减小输电电流I

如果输电电压提高为原来的n倍则，P损=

说明

输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。

三、远距离输电原理图

远距离输电原理图
功率关系：
电压关系：
输电电流：
损耗功率：
四、电网供电
什么是电网供电？
现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、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.
电网供电有什么好处？
1、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；
2、可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡；
3、可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。
五、输电技术的发展
1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3 km 左右就要建立一个发电厂，否则灯泡因电压过低而不能发光；
1882年，一个法国工程师修建了第一条远距离输电电路，将一个水电站发出的电送到57 km之外的慕尼黑；
1891 年，德国建成170 km 的1530 kV 的高压输电线路，效率高达70% 80%。1893年，国修建尼亚加拉水电站时，经过反复论证，决定采用交流供电系统。
1909至1912年，美国、德国建造100 kV的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。
现代，直流输电技术。在送电端有专用的“整流”设备将交流变换为直流，在用户端也有专用的“逆变”设备再将直流变换为交流。
思考：为什么要使用直流输电技术呢？
长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响也不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电这个环节可以使用直流。直流输电需要专门的“整流设备”与“逆流设备”。

1．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是(　　)
A．可节省输电线的材料
B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减少输电线上的能量损失
D．可加快输电的速度
2．如图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．减小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功率损耗
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．高压输电一定是电压越高越好
3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)

A．32U B．16U C．8U D．4U
5．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)

A．输电线上的电流为220 A
C．用电器的额定功率P＝5.6×104 W
D．用电器上的交流电的频率是50 Hz

参考答案
1.【答案】　AC
2.【答案】　B
3.【答案】　C
4.【答案】C
5.【答案】D　
6.【答案】C　

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