电能的输送

选修3-2第五章第5节《电能的输送》
课前预习学案
一、预习目标
预习发电站发出的电能是怎样输送到远方的，初步认识高压输电的原理及各参数的关系。
二、预习内容
1、电功率损失和电压损失
⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。△P= 。
⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。△U= 。
2、减少功率损失和电压损失的方法：
⑴、 ⑵、
3、高压输电网络及各物理量间关系：
⑴、远距离输电线路图：
⑵、常用分析公式：
①、输电电流：I2=
②、输电导线损失的电功率：
P损=
③、输电导线损失的电压：
U损=
三、提出疑惑
同学们，通过你们的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容

课内探究学案
一、学习目标
（1）知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．
（2）理解各个物理量的概念及相互关系．
（3）充分理解 ； ； 中的物理量的对应关系．
（4） 知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.
（5）理解为什么远距离输电要用高压.

二、学习过程
1、输送电能的过程
请同学们思考：1。发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？（学生自由回答）

2.降低输电损耗的途径有哪些？哪些是可行的？

3. 远距离输电为什么要用高电压？“思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失”
2.请根据下图写出输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”

若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U１，
则输电导线的电流I2= ，
输电导线上的电压降（电压损失）U损=I2R= ，
输电导线上的功率损耗P损=I22R = = 。
3. 远距离输电的实例分析

例题。发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？

解题过程：

三、反思总结
画出输电流程图：
流程图：

四、当堂检测
一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：
（1）、试画出这次输电线路的示意图；
（2）、输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？
（3）、用户得到的电功率是多少？

课后练习与提高

1、 说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，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，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是(　　)
型　号AED6500S
最大输出功率60 kW
输出电压范围220 V～300 V
A.输电线路中的电流为20 A
B．输电线路损失的电功率为8 000 W
C．发电机实际输出电压是300 V
D．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V

2、如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11 0002sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器(　　)
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50 Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

参考答案：二、学习过程
2 I2=P/U1 U损=I2R=PR/U1 P损=I22R =U额2/R=P2R/U12

3. 发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是：
　 　I=P出/U出=44000W/220V=200A
　　两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为：
　 P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW
　　用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-16kW=27kW
　　在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0.4Ω＝80V．
　　用户得到的电压为：U=U出-U损=220V-80V=140V
　　如果用1：10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去，则输出电流为：
　 I=P出/U出=44000W/2200V=20A　
　　 P损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W
　　用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-160W=43.83kW
　　在导线上损失的电压为: U损=I2r＝20V×0.4Ω＝8V．
　　加到用户端变压器上的电压为：U=U出-U损=2200V-80V=2192V
　　经过变压器降压后输送给用户的电压为：219.2V．
三、

四、（1）、

（2）、n1：n2=1/16 ,n3：n4=190/11
(3)、P用=95KW

课后练习与提高
1、解析：I线＝I0＝P0U0＝4.4×104220 A＝200 A；线路损失功率P线＝I2线R线＝8 000 W，线路两端电压U＝I线R线＝40 V，所以发电机输出电压为260 V；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是2602 V.
答案：B
2、解析：u0＝11 0002sin 100πt V中的11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A正确；由ω＝100π可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D错误．

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