《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 電能的輸送課件 教科版選修3-2.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 電能的輸送課件 教科版選修3-2.ppt(34頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、6電能的輸送,第二章交變電流,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測,1.理解輸電線上電能的損失與哪些因素有關(guān).2.理解減小電能損失的兩個途徑以及高壓輸電的原理.3.知道遠(yuǎn)距離輸電的典型電路,并能利用變壓器和電路的規(guī)律解決實(shí)際問題.,一、降低輸電損耗的兩個途徑,,答案,如圖1所示,假定發(fā)電廠輸出的電壓為U,輸送功率為P,輸電線路中的電流是I,兩條導(dǎo)線的總電阻是r(在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫為r).那么:(1)遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么?,答案在輸電線上有功率損失和電壓損失.,,知識探究,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,,答案,(2)輸電線上功率損失的原因是什么?功率損失的表達(dá)式是什么?降低功率損耗有哪些
2、途徑?,,,,,知識梳理,U-U′,,答案,IR,I2R,小,增大,升高,,,,即學(xué)即用,,解析答案,答案BC,二、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系,某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖2所示,其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注,在這個電路中包括三個回路.,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖2,(1)結(jié)合閉合電路的知識,分別分析三個回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機(jī)內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計).,,答案,答案第一個回路:P1=U1I1第二個回路:U2=ΔU+U3,P2=ΔP+P3=I線R+P3第三個回路:P4=U4I4,2,(2)每個變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系?,,答案,如圖3所示,發(fā)電站通過升壓
3、變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器),若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kW,輸出電壓是250V,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25,,,,即學(xué)即用,圖3,(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流;,,解析答案,即學(xué)即用,答案6250V16A,(2)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%,求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.,,解析答案,即學(xué)即用,因?yàn)棣=U2-U3=I2R線所以U3=U2-I2R線=6000V答案15.625Ω6000V,返回,例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
4、電線上的電流為多少?,一、輸電線上功率損失的計算,,典例精析,,解析答案,答案2500A,(2)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?它占輸出功率的幾分之幾?,,解析答案,解析輸電線上損失的功率ΔP=I22r=25002210W=1.25108W,(3)若將電壓升高至50萬伏,輸電線上的電流為多少?輸電線上損失的功率又為多少?它占輸出功率的幾分之幾?,,解析答案,方法提煉,輸電線上損失的功率ΔP′=I′22r=10002210W=2107W,方法提煉,,,例2發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V,輸出功率為44kW,輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω,如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶1
5、0的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線后,再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶,則:(1)畫出全過程的線路示意圖;,二、遠(yuǎn)距離輸電問題,,解析答案,解析示意圖如圖所示,答案見解析圖,(2)求用戶得到的電壓和功率;,,解析答案,解析升壓變壓器的輸出電壓,,解析答案,輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為UR=I2R=200.2V=4V,降壓變壓器上的輸入電流和輸入電壓分別為I3=I2=20AU3=U2-UR=2200V-4V=2196V,降壓變壓器上的輸出電壓和輸出電流分別為,用戶得到的功率為P4=I4U4=200219.6W=4.392104W,答案219.6V4.392104W,(3)
6、若不經(jīng)過變壓而直接將電送到用戶,求用戶得到的電壓和功率.,,解析答案,歸納總結(jié),返回,解析若不采用高壓輸電,用220V低壓直接供電時,電路如圖所示,,,解析答案,歸納總結(jié),UR′=IR=2000.2V=40V所以用戶得到的電壓為U4′=U1-UR′=220V-40V=180V用戶得到的功率為P4′=IU4′=200180W=3.6104W,答案180V3.6104W,,歸納總結(jié),歸納總結(jié),,1.解決遠(yuǎn)距離輸電問題時,應(yīng)首先畫出輸電的電路圖,如圖4所示,并在電路相應(yīng)的位置標(biāo)出已知量和待求量.,圖4,,歸納總結(jié),,2.以變壓器為界將整個電路劃分為三個獨(dú)立的回路,每個回路都可以用歐姆定律、串并聯(lián)電路
7、的特點(diǎn)和電功、電功率的公式等進(jìn)行計算(聯(lián)系各回路的橋梁是原、副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系及輸入功率和輸出功率的關(guān)系).3.高壓輸電的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系P1=P2,P3=P4,P2=P線+P3.,,歸納總結(jié),,(2)電壓、電流關(guān)系,U2=U線+U3,I2=I3=I線.(3)輸電電流,(4)輸電導(dǎo)線上損失的電功率,,返回,1.中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設(shè)甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響,則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?)
8、,,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,,解析答案,答案A,1,2,3,,解析答案,2.(多選)在如圖5所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,下列說法中正確的有(),1,2,3,圖5,A.升壓變壓器的輸出電壓增大B.降壓變壓器的輸出電壓增大C.輸電線上損耗的功率增大D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大,,解析答案,解析發(fā)電廠的輸出電壓不變,升壓變壓器的輸入電壓不變,輸出電壓不變,選項(xiàng)A錯誤;隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,輸電線中電流增大,輸電線上損失的電壓(ΔU=IR)增大,降壓變壓器的輸入電壓減小,降壓變壓器的輸出電壓減小,選項(xiàng)B錯誤;隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,輸電線中電流增大,輸電線上損耗的功率(ΔP=I2R)增大,選項(xiàng)C正確;,1,2,3,答案CD,1,2,3,3.圖6為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsinωt的交流電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為(),1,2,3,圖6,,解析答案,返回,又因?yàn)槭抢硐胱儔浩?,所以T的副線圈的輸出功率等于原線圈的輸入功率P,,1,2,3,,輸電線上損失的電功率為,所以C正確,A、B、D錯誤.,答案C,返回,