1、5电能的输送1输送电能的基本要求输送电能的基本要求是可靠、保质、经济(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障(2)保质：保证电能的质量电压和频率稳定(3)经济：输电线路建设和运行费用低，电能损耗少2降低输电损耗的途径(1)损耗原因：由于输电导线有电阻(R)，输电线中有电流I，所以输电线上有电压损失UIR，电流通过导线发热损失功率PI2R.(2)减少损耗的途径减小输电线电阻减小输电线上的电流为什么要采用高压输电？提示：输电功率PUI，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，可减小输电电流，从而减少输电线上的功率损失3电网供电(1)远距离输电基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输
2、电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压(2)电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络(3)电网输电的优点降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.考点一输电线路上的电压损失和功率损失1电压损失由于输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失UU2U3IR线对于交流电路，感抗和容抗也会造成电压损失，高中阶段暂不研究2功率损失由于输电线有电阻，当有电流流过输
3、电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因设输电电流为I，输电线的电阻为R线，则功率损失为PI2R线3减小输电线路上电压损失和功率损失的方法根据电压损失的表达式UIR线和功率损失PI2R线可知，要减少输电线上的电压损失和功率损失，有两种方法：(1)减小输电线的电阻R线：根据电阻定律可知R线，要减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：减小材料的电阻率.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线材料减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离增加导线的横截面积可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难另外，用增大输电导线横截面积的方法来减小电
4、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，故这种方法在高压输电中的应用效果不佳(2)减小输电电流：在输电功率一定的条件下，根据PUI可知，要减小输电线中的电流I，必须提高输电电压U.在输送功率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，根据UIR线R线知，输电线上的电压损失将变为原来的，根据P()2R线知，输电线上的功率损失将降为原来的.所以减小输电电流，采用高压输电的方法比减小输电线电阻的方法更有效(1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压UIR.(2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损
5、失功率是输电线上消耗的功率.(3)无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流.【例1】远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0.则当输电电压提高为2U0时()A由IU/R得，输电线上的电流变为2I0B由IP/U得，输电线上的电流变为I0/2C由PU2/R得，输电线上损失的电功率为4P0D由PIU得，输电线上损失的电功率为2P0当输电电压变化时，输电线上的电流发生变化，输电线上损失的电功率发生变化，计算出输电线上的电流，就能计算出输电线上损失的电功率答案B解析设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，
6、损失的电功率为P0IR.当输电电压提高为2U0时，由I可知输电线上的电流变为，输电线上损失的电功率为P损()2R.故选项B正确总结提能 设输送的电功率为P，输电电压为U，输电导线的电阻为R，则输电线上损失的电功率为PI2R()2R，输电线上损失的电压为UIRR.多选远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是(AC)A可节省输电线的铜材料B可根据需要调节交流电的频率C可减少输电线上的能量损失D可加快输电的速度解析：由PIU得，I，当输送功率P一定时，采用高压输电，U大则I小，输电线中的电流就小，由P线I2r，在要求输电线损耗一定的情况下
7、，就可选电阻率略大一点的材料做导线若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故A、C正确交流电的频率是固定的，不需要调节输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故B、D不正确考点二高压交流输电的电路分析1远距离输电电路图2基本关系式(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P线P3(2)电压、电流关系：，U2U线U3，I2I3I线(3)输电电流：I线.(4)输电导线上损耗的电功率：P线I线U线IR线()2R线3处理远距离输电问题的方法及步骤(1)处理方法：处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的电路图，三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前到后
8、或从后向前的顺序，即可找到突破口(2)处理输电问题的步骤：画出图上所示的输电过程的示意图；在示意图上标出各物理量，找出已知量、未知量和待求量；围绕三条线展开分析4需要区分的几组概念(1)功率方面 ：输送电功率、线路损失功率、用户端功率；(2)电压方面 ：发电机输出电压、升压变压器输出电压、线路损失电压、降压变压器输入电压、用户电压；(3)电流方面 ：升压变压器原线圈中电流、输电导线中的电流、用户端电流；(4)电阻方面：发电机内阻、线路电阻、用户端用电器电阻；(5)变压器方面：升、降变压器，原、副线圈匝数等总之，这些物理量不一定全用，但毕竟较多，使用时一定要明确各物理量表示的意义(1)用户消耗的
9、功率决定输送功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现.(2)抓住输电的两头电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次电压变换升压变压器和降压变压器.(3)注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系.【例2】某发电机的输出电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 .如果用原、副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户(1)求用户得到的电压和功率；(2)若不经过变压而用该线路直接送到用户，求用户得到的电压和功率本题的解题思路
10、如下：答案(1)219.6 V43.92 kW(2)180 V36 kW解析根据题意画出从发电机到用户的传输过程如图所示(1)升压变压器原、副线圈两端的电压之比为，解得U2U12 200 V副线圈中的电流I220 A输电线路上损失的功率为P损IR线80 W用户得到的功率为P用PP损43.92 kW输电线路上损失的电压为UI2R线200.2 V4 V降压变压器原线圈两端的电压为U3U2U2 196 V降压变压器原、副线圈两端的电压之比为，解得U4U3219.6 V用户得到的电压为U用U4219.6 V.(2)若不经过变压而用原线路直接送到用户，输电线路中的电流为I A200 A输电线路上损失的功
11、率为P损I2R线8 kW损失的电压为UIR线40 V则P用PP损36 kW，U用UU180 V.总结提能 在解答远距离输电问题时，可根据题意画出远距离输电的电路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置；然后抓住远距离输电的“两头”发电站和用电器，分析一条线输电线；最后研究两次电压变换升压和降压某学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R4 ，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，求：(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？答案：(
12、1)144 W(2)5 424 W(3)250 V解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示所有灯都正常工作的总功率为P222640 W5 280 W灯泡都正常工作时的总电流为I2 A24 A两个变压器之间输电线上的电流为IRI26 A故输电线上损耗的电功率PRIR144 W.(2)升压变压器的输出功率为P1PRP25 424 W.而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率，P出P1P15 424 W.(3)降压变压器上的输入电压U24U2880 V输电线上的电压损失为URIRR24 V因此升压变压器的输出电压为U1URU2904 V升压变压器的输入电压为U1226 V
13、升压变压器的输入电流为I14IR24 A发电机的电动势EU1I1r226 V241 V250 V.1中央电视台焦点访谈多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有(C)A提高输送功率B减小输电导线的长度C提高输电的电压D减小输电导线的横截面积解析：为减少远距离输电的损耗，可以提高输电的电压，故C项正确；提高输送功率不能减少远距离输电的损耗，减小输电导线的长度的方法不可取，减小输电导线的横截面积反而会增大损耗，故A、B、D均错误2多选某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通
14、过电站附近的变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则(ACD)A通过升压变压器初级线圈中的电流变大B升压变压器次级线圈两端的电压变小C高压输电线路上的电压损失变大D降压变压器次级线圈两端的电压变小解析：接入电路的用电器消耗的总功率增加，电路传输的功率就要增加，因此通过升压变压器初级线圈中的电流变大，则其次级线圈即输电线上的电流增加，高压输电线路上的电压损失变大，A、C对；根据U1U2n1n2知升压变压器次级线圈两端的电压不变，因输电线上电压降增大，所以降压变压器
15、初级线圈两端的电压减小，则降压变压器次级线圈两端的电压变小，B错，D对3用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104 ，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时(C)型号AED6500S输出电压范围220300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300
16、 V解析：当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I200 A，A错误；导线电阻为R2.51044002 0.2 ，则发电机的实际输出电压为U输UIR260 V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损I2R8 kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是UmU输368 V，D错误4500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程若输送功率为3 200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)(B)A0.4P B0.16PC2.5P
17、 D6.25P解析：根据P损r可知：当输电电压由200 kV升高到500 kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，选项B正确5多选在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的是(CD)A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损失的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：由题意可知升压变压器输入电压不变，则输出电压不变，A错误；在电能输出过程中有：I，U线IR线，U3U2U线，因P变大，I变大，所以U线变大，降压变压器初级线圈电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损()2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；根据，因P变大，所以比值变大，D正确