電能的輸送

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
選修3-2第五章第5節(jié)《電能的輸送》
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的,初步認(rèn)識(shí)高壓輸電的原理及各參數(shù)的關(guān)系。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、電功率損失和電壓損失
⑴功率損失:遠(yuǎn)距離輸送電能,由于輸電線上的電流熱效應(yīng),電能轉(zhuǎn)化為熱能。出現(xiàn)功率損失。△P= 。
⑵、電壓損失:遠(yuǎn)距離輸送電能,線路中電阻R上消耗部分電壓!鱑= 。
2、減少功率損失和電壓損失的方法:
⑴、 ⑵、
3、高壓輸電網(wǎng)絡(luò)及各物理量間關(guān)系:
⑴、遠(yuǎn)距離輸電線路圖:
⑵、常用分析公式:
①、輸電電流:I2=
②、輸電導(dǎo)線損失的電功率:
P損=
③、輸電導(dǎo)線損失的電壓:
U損=
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你們的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)之一.知道輸電的過(guò)程.了解遠(yuǎn)距離輸電的原理.
(2)理解各個(gè)物理量的概念及相互關(guān)系.
(3)充分理解 ; ; 中的物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系.
(4) 知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.
(5)理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓.

二、學(xué)習(xí)過(guò)程
1、輸送電能的過(guò)程
請(qǐng)同學(xué)們思考:1。發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢?(學(xué)生自由回答)

2.降低輸電損耗的途徑有哪些?哪些是可行的?

3. 遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓?“思路是:輸電→導(dǎo)線(電阻)→發(fā)熱→損失電能→減小損失”
2.請(qǐng)根據(jù)下圖寫(xiě)出輸電系統(tǒng)的“輸電電壓”、“用戶得到的電壓”和輸電線上“損失的電壓”

若輸電線電阻R,輸電功率為P,輸電電壓U1,
則輸電導(dǎo)線的電流I2= ,
輸電導(dǎo)線上的電壓降(電壓損失)U損=I2R= ,
輸電導(dǎo)線上的功率損耗P損=I22R = = 。
3. 遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)例分析

例題。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V,輸出功率為44KW,每條輸電線電阻為0.2Ω,求用戶得到的電壓和電功率各是多少?如果發(fā)電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高,經(jīng)同樣輸電線路后,再經(jīng)過(guò)10:1的降壓變壓器降壓后供給用戶,則用戶得到的電壓和電功率又各是多少?

解題過(guò)程:

三、反思總結(jié)
畫(huà)出輸電流程圖:
流程圖:

四、當(dāng)堂檢測(cè)
一臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的電功率為100kw,輸出電壓為250v,先欲向遠(yuǎn)處輸電,若輸電線總電阻為8Ω,要求輸電時(shí)輸電線上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%,要向用戶輸送200v電壓,求:
(1)、試畫(huà)出這次輸電線路的示意圖;
(2)、輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比分別是多少?
(3)、用戶得到的電功率是多少?

課后練習(xí)與提高

1、 說(shuō)明書(shū)的部分內(nèi)容如表所示.現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電,發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線,該型導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為2.5×10-4Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW,當(dāng)這些家用電器都正常工作時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(  )
型 號(hào)AED6500S
最大輸出功率60 kW
輸出電壓范圍220 V~300 V
A.輸電線路中的電流為20 A
B.輸電線路損失的電功率為8 000 W
C.發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300 V
D.如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電,則輸出電壓最大值是300 V

2、如圖所示,為了減少輸電線路中電力損失,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過(guò)變電所升壓后通過(guò)遠(yuǎn)距離輸送,再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪海匙冸娝妷簎0=11 0002sin 100πt V的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電,則變電所變壓器(  )
A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1
B.副線圈中電流的頻率是50 Hz
C.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗
D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和

參考答案:二、學(xué)習(xí)過(guò)程
2 I2=P/U1 U損=I2R=PR/U1 P損=I22R =U額2/R=P2R/U12

3. 發(fā)電站輸出的功率P出是一定的,當(dāng)以220伏的電壓輸出時(shí),輸出電流應(yīng)該是:
   I=P出/U出=44000W/220V=200A
  兩條輸電線路的總電阻為0.4Ω,則導(dǎo)線上損失的電功率為:
  P損=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW
  用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-16kW=27kW
  在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r=200V×0.4Ω=80V.
  用戶得到的電壓為:U=U出-U損=220V-80V=140V
  如果用1:10的變壓器將電壓升高到2200V后再輸送出去,則輸出電流為:
  I=P出/U出=44000W/2200V=20A 
   P損=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W
  用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-160W=43.83kW
  在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r=20V×0.4Ω=8V.
  加到用戶端變壓器上的電壓為:U=U出-U損=2200V-80V=2192V
  經(jīng)過(guò)變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為:219.2V.
三、

四、(1)、

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

課后練習(xí)與提高
1、解析:I線=I0=P0U0=4.4×104220 A=200 A;線路損失功率P線=I2線R線=8 000 W,線路兩端電壓U=I線R線=40 V,所以發(fā)電機(jī)輸出電壓為260 V;如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電,則輸出電壓最大值是2602 V.
答案:B
2、解析:u0=11 0002sin 100πt V中的11 0002指的是電壓的最大值,有效值為11 000 V,則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比,即50∶1,A正確;由ω=100π可得頻率為50 Hz,變壓器不改變電流的頻率,因此,副線圈的頻率也是50 Hz,B正確;電流與匝數(shù)成反比,即原線圈的電流比副線圈電流要小,因此,副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗,C錯(cuò)誤;居民小區(qū)各個(gè)用電器都是并聯(lián)的,它們的電流總和等于副線圈中的電流,故D錯(cuò)誤.

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://simonabridal.com/gaoer/64109.html

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