高二物理3.1高压输电原理.ppt
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1、新疆风力发电站新疆风力发电站三峡水力发电站三峡水力发电站山东火力发电站山东火力发电站大亚湾核电站大亚湾核电站秦山秦山核电站核电站三峡水电站三峡水电站3.1 3.1 高压输电原理高压输电原理教学目标教学目标 知识与能力:知识与能力:了解为什么用高压输电。了解为什么用高压输电。知道减少远距输送电能损失的主要途径。知道减少远距输送电能损失的主要途径。了解电网在能源利用上的作用,认识科学了解电网在能源利用上的作用,认识科学技术对人类生活的深远影响。技术对人类生活的深远影响。联系实际:电站往远处送电联系实际:电站往远处送电一一远距离输送电能为什么要用高电压来输送?远距离输送电能为什么要用高电压来输送?输
2、电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短电阻很输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短电阻很小可忽略,而远距离输电时导线很长,电阻大不能忽略,小可忽略,而远距离输电时导线很长,电阻大不能忽略,当电流通过输电线时,产生热量当电流通过输电线时,产生热量Q,损失一部分电能,同,损失一部分电能,同时输电线上有电压降,故也损失一部分电压时输电线上有电压降,故也损失一部分电压原因原因1:输电线上有电能损失。:输电线上有电能损失。这样大的电流,经过这样大的电流,经过1km1km的输电线(电阻为的输电线(电阻为0.10.1),产生的热功),产生的热功率为率为 分析:在初中物理中我们已经学过电功率的公式分析:
3、在初中物理中我们已经学过电功率的公式P=UIP=UI,据此:由发,据此:由发 电机的输出功率和输送电压,即得输电线上的电流电机的输出功率和输送电压,即得输电线上的电流:理论计算:理论计算:案例案例1:一台:一台1.25105kW的发电机发出的电,若用的发电机发出的电,若用10kV的电压输送,的电压输送,输电线上的电流有多大?若两条输电线每千米的电阻是输电线上的电流有多大?若两条输电线每千米的电阻是0.1,那么电流,那么电流在在1km长的两条输电线上将产生多少热功率?若以这种方式将电能输送长的两条输电线上将产生多少热功率?若以这种方式将电能输送5km的距离,输电线上损耗的功率占发电机输出功率的百
4、分比是多少?的距离,输电线上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少?P P损损P=12.8%P=12.8%由此可见,电能损耗的根本原因是输电线上有电阻,而且远距离输电由此可见,电能损耗的根本原因是输电线上有电阻,而且远距离输电 时,损失较大,必须设法减小输电线上的电能损耗。时,损失较大,必须设法减小输电线上的电能损耗。原因原因2 2:必须减少电能的损耗。如何减少?(由:必须减少电能的损耗。如何减少?(由P=IP=I2 2 R R 知)知)在在5km5km的距离上,输电线的电阻的距离上,输电线的电阻R=0.5 R=0.5 ,产生的热功率,产生的热功率 也就是说,在输送也就是说,在输送5km5k
5、m距离时,就有距离时,就有64%64%的电能被导线上的电阻损耗了。的电能被导线上的电阻损耗了。所以:所以:途径一:途径一:减小输电线上的电阻减小输电线上的电阻(由电能损耗的根本原因知减小输电由电能损耗的根本原因知减小输电 线上的电阻来可降低损耗线上的电阻来可降低损耗,如何减小,如何减小 输电线上的电阻输电线上的电阻?)啊!输电啊!输电线再长点线再长点不就损耗不就损耗完了吗!完了吗!理论分析:由电阻定律知理论分析:由电阻定律知:减小输电线的电阻率减小输电线的电阻率;铁的电阻率铁的电阻率:铁铁1.01.01010-7-7(m m)铝的电阻率铝的电阻率:铝铝2.92.91010-8-8(m m)铜的
6、电阻率铜的电阻率:铜铜1.71.71010-8-8(m m)银的电阻率银的电阻率:银银1.61.61010-8-8(m m)理论计算:理论计算:要求:输电线上损失的电能不超出输送电能的要求:输电线上损失的电能不超出输送电能的1010,输送的电功率仍为:,输送的电功率仍为:减小输电线的长度减小输电线的长度L;L;不可行,因为要保证输电距离不可行,因为要保证输电距离 增加导线的横截面积增加导线的横截面积S;太粗不可能,既不经济又架设困难。太粗不可能,既不经济又架设困难。减小材料的电阻率减小材料的电阻率.银的电阻率最小,但价格昂贵,银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用目前选用电阻率较小的铜或铝作输电
7、线电阻率较小的铜或铝作输电线.P P1.251.2510105 5 kW kW,输电电压仍为:,输电电压仍为:U U10kV,10kV,输送距离仍为输送距离仍为5 km5 km输电线上输电线上可损耗的电能若为可损耗的电能若为P P损损1.251.2510104 4 kWkW,求导线电阻,求导线电阻R R为多少?为多少?解析:由发电机的输出功率和输送电压,即得输电线上的电流仍为解析:由发电机的输出功率和输送电压,即得输电线上的电流仍为:由上可知:减少电阻的方法仅能适当减小由上可知:减少电阻的方法仅能适当减小P P损,不能达到理想效果。损,不能达到理想效果。即输电线的电阻应为原来的即输电线的电阻应
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