输电线的电阻r.pptVIP

* * * * 电能的输送 惠州市第一中学高二物理备课组 2016.3.23 为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方.而用电的地方却很多,例如: 有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这就涉及电能的输送问题．即: 1．电能输送的优点： 2．输送电能的基本要求： 可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“方便和节约”是它突出的优点． 保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 可靠、保质、经济． 一、电能的输送 二、输电的模型 怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？ 思考： r 输电线 输电线 电 源 用 户 U送 电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压 。 输送电压： 电源对外发出的功率即输送功率。 输送功率： 三、降低能耗的两个途径 远距离大功率输电面临的困难是什么？ 思考： 在输电线上有功率损失。 1、输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？ 讨论与交流： 输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一部分电能转化为热能而损失掉。 若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r 　　若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为? ，则功率损失可表示为： 3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用什么措施？ 2、降低输电损耗的途径是什么？ 讨论与交流： 由ΔP=I2r可知： 可减少功率损失。 减少输电线的电阻 减少输电线的电流 （3）减少材料的电阻率ρ （1）减少输电线的长度L （2）增加导线的横截面积S 由 可知： 法一: 减小电阻 R 线=ρ2L/S 电厂与用户确定后,传输距离L不可更改 减小电阻率ρ(银和铜的电阻率较小),但造价昂贵 增大横截面积S,: 架线困难; 增加成本. 例. 某电站输送功率P=200KW ,输入电压U=110V, 该电站到用户的距离d=10km,在输电过程中若只允许有10%的能量损耗,试求: (1).至少要用多大横截面积的铝线? (ρ=2.9×10-8Ω.m) 解: 因为R =ρ2 d /S P损 = 0.1 P = I2R = (P/U)2 × ρ2 d /S S = 2(P/U)2 × ρ d / 0.1 P S = 2 ×(2 ×105 /110)2 × 2.9×10-9 × 1 × 104/ 0.1 × 2 ×105 S = 9.6×10-2m2 S = 9.6×10-2m2 =πr 2 r = 18cm (2).若改用11000V的电压输电, 则需用多大横截面积的铝线? S = 2(P/U)2 × ρ d / 0.1 P = 9.6×10-6m2 = 9.6mm2 法二: 在保证输出功率不变的情况下,减小电流I I = P/U 提高输送电压U ! 4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？ 讨论与交流： 减小输送功率P　　 由 P=IU 可知： 提高输电电压U 可减小输电电流。 由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。 想一想： 能否通过减小输送功率来减小输电电流？ 把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV的电压输电，导线损失的功率又为多少？ 做一做： 22KV输电，损失的功率为 220V输电，损失的功率为 减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。 总结： 造成电压损失的因素: 四、输电线上的电压损耗的降低 思考： 在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？ r 电 源 用 户 U送 U用 U损 （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) 远距离输电过程示意图 1、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ 探究与交流： 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 功率关系： 电压关系： 电流关系： 2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为P，输送电压为U1，输电线的电阻R，升压变压器的原副线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别为n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用户得到的