20xx滬科版高中物理選修3-2第3章第1節(jié)高壓輸電原理word學(xué)案-展示頁(yè)
2024-12-01 01:55本頁(yè)面
【正文】 0 W＝ 108 W 損失功率與輸出功率之比為 ΔPP ＝ 1085 108 ＝14 (3)將電壓升高至 50 萬(wàn)伏時(shí)， I′ ＝ PU′ ＝ 5 108 W5 105 V＝ 1 000 A 輸電線(xiàn)上損失的功率 ΔP′ ＝ I′ 2 學(xué)案 1 高壓輸電原理 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] . .3.會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路進(jìn)行定量計(jì)算 ． 1． 電阻定律 ： 在溫度不變時(shí) ， 同種材料的導(dǎo)體 ， 其電阻 R與它的長(zhǎng)度 L成 正比 ， 與它的橫截面積 S成 反比 ， 導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān) ， 即 R＝ ρLS. 2． 電功率 P＝ UI， 熱功率 P＝ I2R. 一、遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓 1． 減少輸電線(xiàn)上電能損耗的兩條途徑 ： (1)降低輸電導(dǎo)線(xiàn)的 電阻 ． (2)減小輸電線(xiàn)中的 電流 ． 2． 由 P＝ UI可知 ， 當(dāng)輸送的功率一定時(shí) ， 采用 升高 輸電電壓的方法 ， 就可以減小輸電電流 ． 3． 提高輸送電能的 電壓 ， 可以更有效地減小輸電線(xiàn)路上的電能損耗 ， 這就是遠(yuǎn)距離輸電需采用 高電壓 的根本原因 ． 二、交流輸配電網(wǎng) 發(fā)電機(jī)發(fā)出的交變電流先送到 升壓 變電站，將電壓 升高 到 220 kV以上，由高壓輸電線(xiàn)向遠(yuǎn)處輸送．在用電區(qū)，先由第 一級(jí)變電站將電壓 降 到 110 kV，再輸送到第二級(jí)變電站，將電壓 降 到 10 kV，送到用電區(qū)．對(duì)普通生活用電，則還要用變壓器將電壓 降 到 220 V. 遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓 [問(wèn)題設(shè)計(jì) ] 如圖 1 所示，假定輸電線(xiàn)路中的電流是 I，兩條導(dǎo)線(xiàn)的總電阻是 R，在圖中導(dǎo)線(xiàn)電阻集中畫(huà)為 r，輸送功率為 P，發(fā)電廠輸出的電壓為 ： 圖 1 (1)遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？ (2)輸電線(xiàn)上功率損失的原因是什 么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低輸電損耗的兩個(gè)途徑是什么？ (3)為什么遠(yuǎn)距離輸電必須用高壓呢？ 答案 (1)在輸電線(xiàn)上有功率損失 ． (2)由于輸電線(xiàn)有電阻 ， 當(dāng)有電流流過(guò)輸電線(xiàn)時(shí) ， 有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉了 ． 這是輸電線(xiàn)上功率損失的主要原因 ． 功率損失表達(dá)式 ： ΔP＝ I2R， 所以降低輸電損耗的兩個(gè)途徑為 ： ① 減小輸電線(xiàn)的電阻 R；② 減小輸電電流 I. (3)因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出功率 P是一定的 ， 由 P＝ UI得 ， 要減小輸電電流 I， 必須提高輸出電壓 U. [要點(diǎn)提煉 ] 輸電線(xiàn)上的電壓損失和功率損失 (設(shè)輸電線(xiàn)上電阻為 R， 電流為 I) 1． 電壓損失 輸電線(xiàn)始端電壓 U與輸電線(xiàn)末端電壓 U′ 的差值 ． ΔU＝ U－ U′ ＝ IR. 2． 功率損失 (1)遠(yuǎn)距離輸電時(shí) ， 輸電線(xiàn)有電阻 ， 電流的熱效應(yīng)引起功率損失 ， 損失的電功率 ΔP＝ I2R. (2)若輸電線(xiàn)上損失的電壓為 ΔU， 則功率損失還可以表示為 ΔP＝ ΔU2R ， ΔP＝ ΔUI. 3． 減小電壓 、 功率損失的方法 (1)減小輸電線(xiàn)的電阻 由 R＝ ρLS可知 ， 距離 L一定時(shí) ， 使用電阻率 小 的材料 ， 增大 導(dǎo)體橫截面積可減小電阻 ． (2)減小輸電電流 I 由 P＝ UI可知 ， 當(dāng)輸送功率一定時(shí) ， 升高 電壓可以減小電流 ． [延伸思考 ] 為什么在用電高峰期家中的白熾燈燈光較暗？ 答案 用電高峰期到用戶(hù)家中的輸電線(xiàn)電流 I較大 ， 輸電線(xiàn)上損失的電壓 ΔU＝ Ir較大 ，用戶(hù)得到的電壓 U－ ΔU變低 ， 達(dá)不到額定功率 ， 因此白熾燈燈光較暗 ． 一、降低輸電損耗的途徑 例 1 如圖 2 所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖 ， 關(guān)于
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