浅谈电学在生活中的应用

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1、浅谈电学在生活中的应用摘要：本文主要研究了电学在生活中的各种应用，比如如何提高远距离输电的效率、避雷针等等问题，通过相关电学知识的实际应用，解决现今一定的电力问题，造福人类。关键词：电学；实际应用；生活0引言18世纪以来，我国对电的研究日益深入，现今各项科技技术活动和人们的日常生活都已离不开电。而现今，各国都越来越重视人道主义的发展，希望技术能更好地服务于生活，电力电学也是如此。电学在生活中的应用十分广泛，现笔者就其实际应用进行阐述分析。1高压输电线路中的应用为解决各家各户的用电问题，远距离输电是电力发展的一大里程碑，是其不可忽视的重要优点之一。不可否认的是，远距离输电是一个复杂的过

2、程，且在其输送过程中有各项要求，需要保证其输电的安全性,还要综合考虑其经济性、可靠性、输电效率等等。1.1远距离输电需高压输电正如我们所知道的,220V是日常常用电压，而在远距离输电时，需要高压输电，而非220Vo这是因为远距离输电所需的导线是存在电阻的，而一般情况下，若是电阻较小的话，可以忽略，但是远距离输电所使用的导线较长，已经不能忽略，故导线在输电时也要产热，消耗一定的电能，使得输出电压低于220Vo这就是为何在进行远距离输电时，需要高压输电的原因了。1.2减小导线发热量为了提高远距离输电的效率，需要尽可能减小导线的发热量，降低损失，保护输电线路，使得更多的电量直接传输到用电用

3、户中去。针对焦耳定律Q=IRT,I是输电电流、R是导线电阻、T是输电时间，想要减小导线发热量，需要尽可能减小这三者的值，以下笔者将对这三者进行分析，探究何种方式最有效。①输电时间T是无法改变的，为保证用户用电，需要时时刻刻供电。②减小导线电阻R—般是从三方面来考虑的，分别是导线长度、导线材料和导线的横截面积。减小导线长度的确能减小导线的发热量，但是远距离输电对导线的长度有一定的要求，只能尽可能设计最优的导线路径，时间对降低电能损耗的效果是微乎其微的；增大导线的横截面积可降低损耗，提高效率，但是影响导线的承重和自身材料的消耗，会对输电系统造成影响；而选用电阻率较小的材料是现今电力系统已

4、经做到的指标。③较为容易提高输电效率的方法就是减小输电线路上的电流，而输送功率P=u*l,在功率一定的情况下，提高其输电电压，可减小输电电流。因此，在发电站可以看见变压器用以实现高压输电，减小输电电流，降低电能损耗，提高输电效率。2避雷针与尖端放电在物理课程教学中，曾讲述过一个有趣的物理现象“电风转筒”，实际上这个物理现象就是电学中的尖端放电现象，笔者现就此过程进行解释。2.1尖端放电原理过程静电荷一般分布在导体的外表面上，且是非均匀的，而在导体的尖端是电荷密集的区域，其尖端附近的电场较强，空气中的“？”电荷和电荷受到方向相反的电场力，造成空气的电离，使得空气中存在自由移动的电荷，即

5、产生正负电子，这使得空气能够导电，造成尖端放电。2.2避免尖端放电现象尖端放电在电力输送中是应该被避免的，因为尖端放电容易损失电能，更严重的是，可能会造成电力事故。因此，高压设备或导线的金属元件一般设计要求是表面需要圆滑，避免尖端放电现象的产生。而在人们日常生活中，避雷针的使用就是此原理的应用。为了避免在雷雨天气时雷击现象的产生，人们设计出一种针状的金属物，将之装在房屋的顶端，并和地下的金属板相联接。而当带电的云层与针状金属物相接近时，地下的异种电荷集中到针状金属物的顶端与云层中的电荷相中和，以此达到避雷的目的。2.3电晕放电过程之前在物理课程学习中接触的“电风转筒”实际上就与电晕放

6、电有关，电晕放电是指气体介质在不均匀电场中进行局部自持放电的现象，它是在曲率半径很小的尖端电极附近，由于该电极附近局部电场强度超过其气体的电离场强，使得气体发生电离，从而出现电晕放电现象。电晕放电较为常见的现象是在电极附近能够看到光亮，并可以听到“卩丝卩丝”的声音。2.3.1“电风转筒”产生原理对于“电风转筒”来说，气体在高压和静电场的作用下，产生电离，“+”离子流向尖端极，离子流向尖端“+”极，使得圆筒发生旋转，此就是电风转筒现象产生的原理。2.3.2电力系统中的电晕放电在电力系统中，高压或者超高压输电中容易在输电导线上发生“电晕放电”现象，此会使得功率发生损失，出现一系列的干扰，

7、比如噪声干扰、无线电干扰和电视干扰等等。对于一些高电压的电气设备来说，发生电晕放电会在一定程度上破坏其设备的绝缘性能，影响其运作效率。而“电晕放电”产生的空间电荷在一定条件下可以提高间隙击穿强度，且当线路出现雷电现象或操作不当产生过电压时，出现电晕损失而能削弱过电压幅值。为了提高输电效率，需要尽可能减少“电晕放电”现象的产生，较为合适的方式是，在进行线路设计时，首先选择较大的导线截面积，减小导线电阻R,同时采用分裂导线降低导线表面的电场强度，从而避免此现象