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课件网) by甘腾胜@202300417 新粤教版(2019)高中物理选择性必修第二册 第三章 3.4 远距离输电 秦山核电站 内蒙古准格尔热电厂 三峡水电站 达板城风力发电站 新课引入 生活中的各种发电站 为了节约成本，发电站要建在靠近这些能源的地方。 有的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方。 新课引入 而用电的地方很多且很分散，例如： 电能的输送 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？ 输送电能的基本要求 1、可靠： 保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 2、保质： 保证电能的质量———电压和频率稳定 各种用电设备都是按照一定的工作电压设计的，电压过低或过高，用电器都不能正常工作，甚至会造成损坏。使用交流的用电器还要求频率稳定。 3、经济 输电线路建造和运行费用低，电能损耗少。 交流直流输电之争 1882年爱迪生电气照明公司在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。 美国发明家威斯汀豪斯组建了自己的电气公司，致力于推广交流输电。 U：发电厂提供的电压 U用户：用户获得的电压 I：电路中的电流 r：电线上的总电阻 易错点 思考：在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？ Ur：导线上的分压 输电模型中的电压问题 （注意：如果每根导线的电阻为r，则Ur=2Ir） 输电模型中的电压问题 这是晚上用电高峰时灯泡会比较暗的原因。 造成电压损失的因素： ①输电线电阻造成电压损失 ②输电线的感抗和容抗造成电压损失 （高中阶段计算中只考虑输电线电阻造成的电压损失） U：发电厂提供的电压 I：电路中的电流 r：电线上的总电阻 Pr：导线上损耗的热功率 P用户：用户获得的功率 P：发电厂输入到导线的功率 输电模型中的功率问题 如何减少输电过程中的损耗？ 根据损耗功率的式子，要减小损耗功率，就要减小输电电流I，或者减小导线电阻r。 思考：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。 输电模型中的功率问题 降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻 根据电阻定律： ①减小电阻率ρ ，目前一般用电阻率较小的铜或铝合金作导线材料； ②减小输电线长度L，由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小r； ③增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。 输送功率：P=P损+P用 输电电压：U=U线+U用 例1 把功率为200kW的电能用铝线送到10km外的地方，如果用220V的电压输电，并且使功率损失为输送功率的10%，铝线的横截面积应为多大？（已知：铝的电阻率2.9×10-8Ω·m） S=240cm2 导线横截面积的增加是有一定限度的。过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗会给铺设工作带来困难，不满足“经济”的要求。 降低输电损耗的两个途径 (2)减小输电导线中的电流 perfect！ ①假设导线中电流为10A，则Pr=102r=100r ②假设导线中电流为1A，则Pr=12r=r 我们发现：通过减小电流来降低损耗，效果非常明显！ 但问题来了：根据P=UI，如果输入到导线的电压不变，单纯减小电流I，会导致导线传输的功率减小，即电网输电能力下降了！这肯定不行！ 要是能有办法在保持电网输送功率P不变的前提下，尽量减小电流I就好了。怎么办？ 在降低I的同时提高U，就可以保持电网输送功率P不变了。U提高n倍，I降为1/n，P不变，Pr变为1/n2。 降低输电损耗的两个途径 (2)减小输电导线中的电流 减小输电导线中的电流———提高输送电压U（高压输电） 依照不同情况（距离远近、输送功率大小等 ... ...
