2019年高中物理第二章交变电流第七节远距离输电讲义（含解析）粤教版

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1、远距离输电1．电能输送中线路上的功率损失ΔP＝I2R线，电压损失ΔU＝IR线。2．减小电能损耗的方法是：采用高压输电和减小导线电阻。3．高压直流输电能够减少电感和电容引起的电能损失。一、从发电站到用户的输电线路1．大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过变压器升高到几十万伏，然后进行远距离输电，当电能被输送到用电区域后，再根据不同的用电需求，用变压器将电压降低，这就是远距离输电。2．实验表明：在输电导线的电阻不变的前提下，提高输电的电压，减小输电电流，可以达到减少输电过程中的功率损耗，更有效地输送电能的目的。二、为什么要

2、采用高压输电1．电功率损失：输电导线上有电阻，当电流通过时，由于电流的热效应会引起电功率的损失。可以考虑通过减小输电导线的电阻或减小输送电流来减少电功率的损失。2．高压输电：减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利：其一，耗费更多的金属材料；其二：会使导线太重，给架线带来很大困难。只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠提升电压来实现。三、直流输电1．过程发电机发出的交变电流经变压器升压后，由换流设备将交变电流变为直流，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流变为交变电流，经

3、变压器降压送给用户。2．优点消除电容、电感引起的电能损失，线路损耗小。1．自主思考——判一判(1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。(√)(2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。(√)(3)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料，输电线损失的功率大。(×)(4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。(×)(5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。(√)(

4、6)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。(×)2．合作探究——议一议(1)输电电压与输电线路上损失的电压有何不同？提示：输电线路上损失的电压是指降落在输电线电阻上的电压；输电电压是输电线路两端的总电压，它等于降落在输电线电阻上的电压与输电线末端的电压之和。(2)输电电压越高越好吗？提示：输电电压并不是越高越好。输电电压越高，输电线路方面，对导线的绝缘要求越高，安全问题要求也越高，线路修建的费用也会越高；变压器方面，升压变压器输出的电压越高，变压器

5、在绝缘、结构方面的制作要求也相应提高。因此，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依据不同情况选择合适的输电电压。(3)利用超导线输电可以很大程度地减少输电损耗，从输送电能的要求分析，我国现在为什么不大规模使用超导线输电。提示：利用超导线输电，材料比较贵重，不经济，技术要求也比较高，所以现在我国不能大规模使用。输电线上电压和功率损失的计算[典例]　(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率、输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率(　　)A．和输送电压的二次方成反比B．和输送电流的二

6、次方成反比C．和输送电线上的电压降的二次方成正比D．和输送电流的二次方成正比[解析]　此题考查了输电线上的功率损失和导线电阻、输送电压、导线上的电压损失、输电电流的关系。输电线上的功率损失ΔP＝I2R，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝，所以ΔP＝I2R＝＝2R。可见，在输送功率P、输电线电阻R一定时，ΔP与I2成正比，与ΔU2成正比，与U2成反比。[答案]　ACD输电线上电压和功率损失的计算方法(1)U损＝IR线＝R线＝U－U用户。(2)P损＝I2R线＝2R线＝P－P用户。　　　　1．远距离输电，输电功率一定，当输电

7、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I＝得，输电线上的电流变为2I0B．由I＝得，输电线上的电流变为C．由P＝得，输电线上损失的电功率为4P0D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0解析：选B　设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的电功率为P0＝IR。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。2．关于电能输送的以下分析，正确的是(　　)A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越

8、少B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比解析：选C　输电导线上损失的功率P损＝I2R＝，ΔU指输电线上损失的电压，而不是输电电压。故C正确。3．输