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高二物理电能的输送2


5.5 电能的输送

输送电能的基本要求是: 可靠、保质、经济 可靠:是指保证供电线路可靠地工作, 少有故障和停电。 保质:就是保证电能的质量,即电压 和频率稳定。 经济:是指输电线路建造和运行的费 用低,电能损耗小

一、输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失?

由于输电线长,电阻大,当电流通过 输电线时,产生热量Q,损失一部分电能, 同时输电线上有电压降,故又损失一部 分电压.

L (1)减少导线电阻,由电阻定律知 R ? ? S

2、如何减少电能损失?

P损 ? I R
2

①减小材料的电阻率ρ.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. ②减小输电线的长度L不可行,因为要保 证输电距离. ③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。

(2)减小输电线中的电流 阅读并回答教材49页“思考与讨 论”中的问题。
练习: 输送10kw的电功率,采用400V的电压 输电,输电线的总电阻为10Ω,求(1)输电线 中的电流?输电线中损失的电压是多少?用户 得到的电压是多少?(2)输电线损失的功率 是多少?用户得到的功率是多少?(3)如果 采用4000V电压输电,输电线损失的功率是多 少?
(1)25A 250V 150V (2)6250W 3750W (3 ) 62.50W

提高输电电压,是减少 电能损失的行之有效的办 法

二、远距离输电原理图
I1
P1

I2
P2

I3

I4
P4

r线

P3

F

U1 n1

n2 U2

U3 n3

n4 U4

R用

升压变压器

降压变压器

远距离输电示意图

我国常用的远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV,输电 干线采用500 kV的超高压,西北电网 正在建设750kV的线路。

是不是输电电压越高越好?
电压越高,对输电线路和变压器的要求 越高,建设费用越高。实际输送电能时, 要综合考虑,如输送功率的大小、距离的 远近、技术和经济要求等,要依照不同情 况选择合适的输电电压。

三、电网供电
采用电网供电的优点: 可以在能源产地使用大容量发电机 组,降低一次能源的输送成本,获得 最大的经济效益。同时,电网可以减 少断电的风险,调剂不同地区电力供 需平衡,保障供电质量。

例1、一小型发电站通过升压,降压变压器把电能 输给用户。已知发电机的输出功率是500kW, 端电压为500V,升压变压器原、副线圈的匝数 比为1:5,两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω, 降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的 损耗。求: (1)升压变压器的副线圈两端电压; (2)输电导线上的功率损失; (3)降压变压器原、副线圈的匝数比; (4)用户得到的功率。 (1)2500V (2)60kW (3)10:1 (4)440kW

例2、某交流发电机输出功率为5×105 W, 输出电压为U=1.0×103 V,假如输电线的 总电阻R=10Ω,在输电线上损失的电功率 等于输电功率的5%,用户使用电压 U=380 V. (1)画出输电线路的示意图(标明各部分 的符号)

(2)所用升压和降压变压器的原、

副线圈的匝数比是多少?(使用的 变压器是理想变压器)

1:10 25:1

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