1、目标导航 1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程 2知道降低输电损耗的两个途径(重点难点)3了解电网供电的优点和意义新知初探 自学导引 一、远距离输电为什么要用高电压1.案例探索：如何降低输电损耗？(1)理论分析：设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，则功率损失 P_根据此式，要减少 P，一是减小输电线的_；另一个途径是减小输电导线中的_I2r电阻电流(2)措施分析：要减小输电线的电阻，根据电阻定律 RlS可知，就要增大导线_和用_较小的材料要减小输电线中的电流，在输送的总功率一定时，由 PIU 可知，必须_才能减小 I.横截面积S电阻率提高电压2.高压输电：远距离输电时，为了降
2、低输电线路中的损耗，就要减小输电_，同时又保证向用户提供一定的电功率，就要提高_电流输电电压想一想高压输电时，电压越高越好吗？提示：不是电压越高，对输电线路及其设备的绝缘性能要求也越高二、交流输配电网建造电能输配电网是为了确保电能的输送经济、可靠，发电机发出的交变电流先送到_变电站，将电压升高到 220 kV 以上，进行_送电；在用电区，先由第一级变电站将电压降到 110 kV，再送到第二级变电站，将电压降到 10 kV 送到用电区对普通生活用电，则要用降压变压器进一步降到_，如图所示升压高压220 V学案导引1.远距离输电过程电功率损失的原因是什么?2.减少电功率损失的方法有哪些？要点探究
3、讲练互动 远距离输电电功率损失分析1.原因输电导线有电阻，电流通过导线时要发热，输电过程中有一部分电能转化成内能而损失掉2.损失电功率的大小损失的电功率 P 损I2R，I 为输电线上流过的电流，R 为输电线的电阻3.减少电功率损失的方法据 P 损I2R 可知，减少输电线路上电功率损失的方法主要有两种：(1)减小输电线的电阻 R.根据 RLS知：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.减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作为输电导线材料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困难(2)减小输电电流 I.根据 IP
4、U知：减小输送电功率 P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少电功率损失的目的提高输电电压 U：在输送电功率 P 一定，输电线电阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，据 P 损PU2R 知，输电线上的电功率损失将降为原来的 1n2.例1用变压器进行远距离输电，输送的电功率为 P，输送电压为 U，输电导线的电阻率为，导线横截面积为 S，导线总长为 L，输电导线损耗的电功率为 P1，用户得到的电功率为 P2，则()AP1U2S L BP1P2 LU2SCP2PU2S LDP2PP2 LU2S【审题指导】解此题的关键有两点：(1)输电线电阻的计算 RLS；(2)区分三种功率【精讲精
5、析】输电线电阻 RLS，输电电流 IPU，故输电线上损失的电功率为 P1I2RPU2 LSP2 LU2S.用户得到的电功率为 P2PP1PP2 LU2S.【答案】BD【规律方法】远距离输电时，涉及到三个功率：输送功率 P；损耗功率 P1；用户功率 P2，它们的关系：PP1P2，要求用户得到的功率P2，关键是确定损耗功率 P1 与输送功率 P 的关系：P1I2RPU2R.变式训练1.远距离输电时，在输送电功率不变的前提条件下()A只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗D提高输电电压势必增大输电导线上的电流解
6、析：选 B.在输出功率一定时，由 PUI 可知，当 U 增大时，I 减小，输电线的损耗功率 P 损I2R 将减小，从而提高输电效率，减少输电线上的损耗输电线上电压损失分析 学案导引1.高压输电电网涉及哪几个环节？2.为什么会有电压损失？如何减小电压损失？1.交流输配电网模型示意图2.电压损失(1)电压损失 U：输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在导线上产生电势降落，致使输电线路末端的电压 U比起始端电压 U 低，差值 UUU称为输电线路上的电压损失(2)造成电压损失的因素输电线有电阻造成电压损失输电线的感抗和容抗造成电压损失(3)减少输电线路上电压损失的方法减小输电线路电阻用增大输电导线横
7、截面积来减小电阻，对低压照明电路有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大，故这种方法对高压输电效果不佳减小输电电流 I因为 IPU，在输送电功率 P 一定的前提下，提高输电电压 U 是有效措施高压输电既能减小功率损失，也能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压例2在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是 2000 V，输出功率是 10 kW，输电线电阻是 20 ，求：(1)输电线上损失的功率和损失的电压；(2)用户能得到的功率和电压【审题指导】先利用 PUI 求出输送电流，然后求出其它量【精讲精析】(1)由 P 出I
8、线U 出，得 I 线P出U出101032000A5 A.则输电线上损失的功率 P 损I2线r5220 W500 W.损失的电压 U 损I 线r520 V100 V.(2)用户得到的电压和功率分别为：U 用U 出U 损(2000100)V1900 V，P 用P 出P 损(10103500)W9500 W.【答案】(1)500 W 100 V(2)9500 W 1900 V【规律方法】计算输电损失时应注意的问题：(1)输电电压是指加在高压输电线始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压 U 损IR.(2)无论从减小输电线路上功率损失，还是减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流变
9、式训练2.某变电站用 220 V 的电压输电，导线上损失的功率为输电功率的 20%.若要使导线上损失的功率降为输电功率的 5%，则输电电压应为多少？解析：设输电功率为 P，输电电压 U1220 V时，损失功率 P120%P 又 P1I21R 线，而 I1 PU1，则 P1P2U21R 线同理可得 P2P2U22R 线 现要求 P25%P，因此可得20%5%U22U21 所以 U22U1440 V.答案：440 V热点示例 创新拓展 远距离输电的综合计算经典案例(16 分)(2012固原高二检测)把功率为 220 kW 的电能用铝导线(铝0.027 m)输送到 10 km 外的地方，要使功率损失
10、在输送功率的 10%以内(1)如果采用 220 V 的电压输电，导线的横截面积至少要多大？采用这样的导线现实吗？为什么？(2)采用 110 kV 的电压输电，导线的横截面积多大？(3)若用同种导线输电，则用 110 kV 和 220 V 电压输电损失的功率之比是多少？【审题指导】解此题时应注意以下几点：(1)影响电损的因素是电路的电阻和电流；(2)电损的常用计算方法是 PI2R；(3)灵活应用电阻定律 RLS.【解题样板】(1)用 220 V 的电压输电，输电电流 IPU220103220A103A，(2 分)由 I2R10%P，得 R2201030.1（103）2 2.2102 ，(2 分)
11、又 RLS，所以 S LR 0.0271010322.2102mm22.5104 mm2.半径将近 10 cm，采用这种导线是不现实的，一是浪费材料，二是导线无法架设(2 分)(2)若采用 110 kV 的电压输电，输电电流 I PU220103110103 A2 A，(2 分)R10%PI2 2201030.14 5.5103，(2 分)S LR0.0271010325.5103mm20.098 mm2.(2 分)(3)由 P 损I2R，得P损1P损2I2I2 22（103）2 410612.5105.(4 分)【答案】见解题样板【借题发挥】在实际输电线路中，输电导线的长度不能减小，可以用电阻率 小的导体材料，像铜和铝等，金、银属贵重金属，作输电导线不现实若是增大导体的横截面积，这又给输电线的铺设带来困难，同时也会消费大量的金属材料，故高压输电是最有效的方法本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放