1、第五章 第5节 电能的输送【学习目标】1.通过自主学习知道输电过程中降低输电损耗的两个途径和远距离输电线路的基本构成2. 通过课上探究会对简单的远距离输电线路进行定量计算【重点、难点】重点:(l)理论分析如何减少输电过程的电能损失;(2)远距离输电的原理。 难点:远距离输电原理图的理解【学情分析】生在日常生活中,对电能的输送已有相关的了解,知道采用高压输送。但为什么采用高压输送大家并不清楚。所以同学们急于想找到结果,利用学生的好奇心,逐步引导,采用分组讨论、归纳总结的方法学习本节内容,从而激发学生的学习兴趣。【回顾旧知】1、理想变压器电压与匝数的关系: 一个原线圈与一个副线圈时: 一个原线圈与
2、多个副线圈时:2、理想变压器电流与电压的关系: 一个原线圈与一个副线圈时: 一个原线圈与多个副线圈时:【自主学习】1电流流过输电导线时,电流的 会引起电功率的损失。损失的电功率P=I2R,即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比,与电流的二次方成正比。所以为减小电能输送中损失的电功率,可以通过减小 或 来实现。2由P=UI,在保证输送电功率不变的情况下,必须提高输送 ,才能减小 ,从而减小输电线路上的能量损失。即在远距离输电中,必须采用 输电。3输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产生电势降落,致使输电线路末端电压U3比起始端电压U2要低,这就是输电线路上的电压损失 。4输送一定
3、功率的电能时,输电电压越高,输电线路中电流 ,导线因发热而损耗的电能就 ,输电线路上的电压损失也就 。【合作探究】一、远距离输电示意图:人们常把各种形式的能如水能、燃料化学能、核能等,先转化为电能再进行利用,因为电能可以通过电网很方便的传输到远方电能从发电厂到远方用户的传输过程,可用图表示,其中r表示输电线的总电阻,I表示输电线上的电流请同学们探究下列问题1用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗?2输电线上的热功率的表达式是什么?如何更有效的减小输电线上的热功率?二、远距离输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图所示,其中各部分的物理量已在图上标注,在这个电路中包括三个回路 发电站和
4、n1构成回路,n1相当于外电路;n2、r和n3构成回路,n2相当于电源,r和n3构成外电路;n4和用户构成回路,n4相当于电源,用户相当于外电路。1、结合闭合电路知识,分析三个回路中个物理量的关系。不考虑发电机内阻,n1、n2、n3、n4线圈的电阻2、两个变压器是理想变压器,则三个回路中各物理量之间又有什么关系?【小组讨论】1、为什么远距离输电要用高压输电?2、 发电站一般建设在什么地方?3、 输电过程中主要考虑什么问题?如何减少电能的损失和保证输电质量?【提问展示】1、输送电能的基本要求:2、如何减少输电线上功率损失:3、电网供电的优越性(三)典例分析例1如图所示为远距离交流输电的简化电路图
5、。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则( )A用户端的电压为 B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为Ir D输电线路上损失的电功率为I1U【当堂检测】1发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列计算输电线损耗的式子中,不正确的是()A B CI2R DI(U1U2)2(双选)某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是()A输电线上的电流
6、I B输电线上的电流IC输电线上损失的功率P()2R D输电线上损失的功率P3一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则下列说法错误的是()AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光4(双选)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示,发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则()A. B. C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率6(双选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为,横截面积为S,总长度为L,输电线损失的电功率为P,用户得到的电功率为P用,则下列关系式正确的是()APBPCP用PDP用P(1)整理内化1. 课堂小结2. 本节课学习过程中的问题和疑难