20xx人教版高中物理選修3-25-5電能的輸送(編輯修改稿)
2024-12-23 22:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 35∶ 11 470盞 分析輸電類問(wèn)題時(shí)要注意的三點(diǎn) (1) 在高壓輸電中，一般是通過(guò)電流來(lái)計(jì)算相關(guān)的電壓、功率或熱量等； (2) 結(jié)合歐姆定律、焦耳定律和變壓器的相關(guān)知識(shí)來(lái)解出正確答案． (3) 若已知輸電壓和輸送功率，一般是根據(jù)要求從前向后逐步進(jìn)行；若已知用戶得到的電壓和功率，則一般是根據(jù)題目要求從后向前逐步進(jìn)行． 2 － 1 ： (2020 合肥高二檢測(cè) ) 如圖所示，某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為 100 kW ，發(fā)電機(jī)的電壓為 250 V ，通過(guò)升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為 8 Ω ，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為 220 V ．若輸電線上損失的功率為5 kW ，不計(jì)變壓器的損耗，求： (1) 輸電導(dǎo)線上輸送的電流； (2) 升壓變壓器的輸出電壓 U2； (3) 降壓變壓器的匝數(shù)比． 解析： (1) 設(shè)輸電線上的電流為 I ，則有 P ＝ I2R 得 I ＝PR＝5 0008 A ＝ 25 A (2) 根據(jù) P2＝ U2I2得 U2＝P2I2＝100 10325 V ＝ 4 000 V (3) 降壓變壓器的輸入電壓 U3＝ U2－ IR ＝ 4 000 V － 25 8 V ＝ 3 800 V 降壓變壓器的匝數(shù)比 n3n4＝U3U4＝3 800220＝19011 答案： (1)25 A ( 2)4 0 00 V (3) 19011 遠(yuǎn)距離輸電中的 “ 三二一 ” 1 ． 理清 “ 三個(gè)回路 ” 如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡(jiǎn)化電路原理圖．我們可以把它劃分為三個(gè)回路，即圖中所示的回路 1 、回路 2 和回路 3. 2 ． 抓住 “ 兩個(gè)聯(lián)系 ” (1) 在圖中，理想的升壓變壓器聯(lián)系了回路 1 和回路 2 ，由變壓器原理可以得到線圈 1( 匝數(shù)為 n 1 ) 和線圈 2 ( 匝數(shù)為 n 2 ) 中各相關(guān)量之間的關(guān)系： U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1， P 1 ＝ P 2 (2) 理想的降壓變壓器聯(lián)系了回路 2 和回路 3 ，由變壓器原理可以得到線圈 3( 匝數(shù)為 n3) 和線圈 4( 匝數(shù)為 n4) 中各相關(guān)量之間的關(guān)系： U3U4＝n3n4，I3I4＝n4n3， P3＝ P4 3 ． 掌握 “ 一個(gè)能量守恒 ” 遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，在回路 2 的輸電線上會(huì)損耗一小部分電功 率，剩余的絕大部分電功率通過(guò)降壓變壓器和回路 3 輸送給用戶使用．整個(gè)輸電過(guò)程中的功率關(guān)系為 P 用 ＝ P 總 － P 損． 此外，在求解遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)問(wèn)題時(shí)，我們還應(yīng)熟練掌握以下幾點(diǎn)： (1) 一個(gè)原理：要減小輸電線上的電壓損失和電功率損失，就要減小輸電電流，而輸電功率是確定的，由 P ＝ IU 知，應(yīng)提高輸電電壓． (2) 兩個(gè)損失： ① 電壓損失： Δ U ＝ I 線 R 線 ，主要原因是輸電線有電阻． ② 功率損失： P 損 ＝ I2線 R 線 ＝Δ U2R 線 (3) 三個(gè)關(guān)系： ① 電壓損失關(guān)系： Δ U ＝ U2－ U3， U2是升壓變壓器的輸出電壓， U3是降壓變壓器的輸入電壓． ② 功率損失關(guān)系： P 損 ＝ I2線 R 線 ＝Δ U2R 線，升壓變壓器的輸出功率和降壓變壓器的輸入功率之差即為損失的電功率． ③ 功率關(guān)系： P 用 ＝ P 總 － P 損． 發(fā)電機(jī)的端電壓為 220 V ，輸出電功率為 44 kW ，輸電導(dǎo)線的電阻為 Ω ，如果用初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為 1 ∶ 10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為 10 ∶ 1的降壓變壓器降壓供給用戶． (1) 畫(huà)出全 過(guò)程的線路圖； (2) 求用戶得到的電壓和功率． 解析： (1) 線路圖如圖所示． (2) 升壓變壓器次級(jí)輸出電壓 U2＝n2n1U1＝ 2 2
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