高中物理新课标版人教版选修1-1课件：3《高压输电》

高中物理新课标版人教版选修1-1课件：3《高压输电》

3.5《高压输电》 教学目标知识与能力：了解为什么用高压输电。知道减少远距输送电能损失的主要途径。了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。教学仪器：远距离输电模型 为了合理利用能源,发电站要建在靠近这些能源地方火力发电站风力发电站水利发电站 大亚湾核电站秦山核电站三峡水电站新疆风力发电 而用电的地方却分布很广: 一、远距离输电1、面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成热而损失掉。2、发热损失电能的计算：P损=I2R3、减小输电线上电能损失的办法：由热功率计算公式可看出（1）减小输电线的电阻（2）减小输送的电流 缺陷分析如何减小输电线上的功率损失二.降低导线的电阻*选用导电性能好的材料作导线。（一般用铝或铜）*增大导线的横截面-多种困难R=ρLSP=I2R*缩短距离-不可能*实际是多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重 为什么一定要提高输电电压？解：1、当U=5KV时，由P=UI得I=P/U=1000×103/5000=200A当U=50KV时，由P=UI得I=P/U=1000×103/5000=20A2、当U=5KV时，由P=I2R得P=（200）2×10=400KW当U=50KV时，由P=UI得P=（20）2×10=4KW三.降低输电电流理论上，功率一定，又P输=UI，要I小，必U高——就是提高输电电压 思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原来的多少倍？思考：是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损失。要综合考虑，选择合适的输电电压。*我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压，少数线路已经采用550KV*说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。1/1002 U1U2U3U4发电站升压变压器高压输电线路降压变压器用电单位输送距离送电电压送电方式100KW以下几百米以内220V低压送电几千千瓦～几万千瓦几十千米～上百千米35kv或者110kv高压送电10万千瓦以上几百千米以上220kv或更高超高压送电输送功率实际采用几种输电方式输电示意图 输电过程示意图 四.电网供电1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。2、现在，有的还与外国联网，形成国际化的电网3、优点：（1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本（2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡使电力供应更加可靠、质量更高。 一、输电导线发热损失电能的计算：P损=I2R二、减少输电导线发热损失电能的方法：减小输电线的R和I三、减小输电线的电阻的方法：1、选用电阻率小的金属作导线材料2、增大导线的横截面3、综合：多股绞线——钢芯铝线四、减小输电线的电流方法——提高输电电压，P输=UI五、高压输电全过程；示意图和有关计算六、电网供电：网络化，国际化。经济、可靠、质量高小结 课堂练习和课外作业课堂练习：P66问题与练习1-4课外作业：P66问题与练习补充：例1 课堂练习和课外作业课堂练习：P66问题与练习1-4课外作业：P66问题与练习补充：例1 例1、某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求（1）输电导线中的电流是多少A？（2）输电导线中损失的电压和电功率各是多少？（3）用户得到的电压和电功率各是多少？（4）如果有变压比为1：10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10：1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？ 例2、某交流发电机输出功率为5×105w，输出电压为U=1000V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电动率等于输电功率的5℅，用户使用电压U=380V，求：（1）画出输电线的示意图（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？ 1、某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为10Ω，求如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后用户处再用匝数比为10：1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？课堂练习 2．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可表示为：A．U12/RB．(U1-U2)2/RC．I2RD．(U1-U2)I课堂练习