1、遠距離輸電1.電能輸送中線路上的功率損失ap=i2r線，電壓損失AU=IR線。2.減小電能損耗的方法是：采用高壓輸殘電阻。3.高壓直流輸電能夠減少電感和電容引起的電能損失。課前自七學刀.星位才能樓高-17 -一、從發電站到用戶的輸電線路1 .大型發電機發出十幾千伏的電壓，在發電站區域通過變壓器升高到幾十萬伏,然后進行遠距離輸電，當電能被輸送到用電區域后，再根據不同的用電需求，用變壓器將電壓降低，這就是遠距離輸電。2 .實驗表明：在輸電導線的電阻不變的前提下，提高輸電的電壓，減小輸電電流,可以達到減少輸電過程中的功率損耗，更有效地輸送電能的目的。二、為什么要采用高壓輸電1 .電功率損失：輸電導線

2、上有電阻，當電流通過時，由于電流的熱效應會引起電功率的損失。可以考慮通過減小輸電導線的電阻或減小輸送電流來減少電功率的損失。2 .高壓輸電：減小電阻要增粗導線，增粗導線又帶來兩個不利：其一，耗費更多的金屬材料；其二：會使導線太重，給架線帶來很大困難。只有采用小電流輸電才會避免上述問題，在保證輸送功率不變的情況下，減小電流必須靠提升電壓來實現。三、直流輸電1 .過程發電機發出的交變電流經變壓器升壓后，由換流設備將交變電流變為直流,用高壓直流進行遠距離傳輸，在用戶區域由換流設備將直流變為交變電流，經變壓器降壓送給用戶。2 .優點消除電容、電感引起的電能損失，線路損耗小。【基礎小題1 自主思考一一判

3、一判(1)僅僅從減少能量損失的角度看，輸送功率一定的情況下，輸電電壓越高，損失的能量越少。(，)(2)在輸送功率和輸電電壓一定，使用同種材料的導線時，越粗的導線損失的電壓越小。(，)(3) 一般情況下高壓輸電的導線是銅鋁合金而不是銀，原因是同種情況下，使用銀材料，輸電線損失的功率大。(X)(4)從發電廠發出的電輸送到用戶均需要采用高壓輸電。(X)(5)使用升壓變壓器和降壓變壓器進行遠距離輸電時，用戶得到的電壓可以高于發電機輸出的電壓。(，)(6)遠距離輸電時，若升壓變壓器匝數比為1：n,降壓變壓器匝數比為n：1,則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等。(x)2-合作探究一一議一議(1

4、)輸電電壓與輸電線路上損失的電壓有何不同？提示：輸電線路上損失的電壓是指降落在輸電線電阻上的電壓；輸電電壓是輸電線路兩端的總電壓，它等于降落在輸電線電阻上的電壓與輸電線末端的電壓之和。(2)輸電電壓越高越好嗎？提示：輸電電壓并不是越高越好。輸電電壓越高，輸電線路方面，對導線的絕緣要求越高，安全問題要求也越高，線路修建的費用也會越高；變壓器方面，升壓變壓器輸出的電壓越高，變壓器在絕緣、結構方面的制作要求也相應提高。因此，實際輸送電能時，要綜合考慮各種因素，如輸電功率的大小、距離的遠近、技術和經濟要求等，依據不同情況選擇合適的輸電電壓。（3）利用超導線輸電可以很大程度地減少輸電損耗，從輸送電能的要

5、求分析，我國現在為什么不大規模使用超導線輸電。提示：利用超導線輸電，材料比較貴重，不經濟，技術要求也比較高，所以現在我國不能大規模使用。課堂餅練設計.舉一能迪類題考點一輸電線上電壓和功率損失的計算屯通方法典例（多選）在電能輸送過程中，若輸送的電功率、輸電線電阻一定，則在輸電線上損耗的電功率（）A.和輸送電壓的二次方成反比B.和輸送電流的二次方成反比C.和輸送電線上的電壓降的二次方成正比D.和輸送電流的二次方成正比解析此題考查了輸電線上的功率損失和導線電阻、輸送電壓、導線上的電壓損失、輸電電流的關系。輸電線上的功率損失AP=I2R,電壓損失AU=JU'=IR,輸電電流1=U，所以AP=I

6、2%、U2=j2R可見，在車送功率P、輸電線電阻R一定時，AP與I2成正比，與AU2成正比，與U2成反比。答案ACD輸電線上電壓和功率損失的計算方法P（1） UIR線=（廣線=U-U用戶。線=P P用戶。2 .(2) P 損=I R 線=通題組1 .遠距離輸電，輸電功率一定，當輸電電壓為以時，輸電線上的電流為I0,損失的電功率為P。則當輸電電壓提高為2以時（）A.由I=U得，輸電線上白電流變為21。R,Pr,，、I0B.由I=口得，輸電線上的電流變為萬,U2rC.由P=m得，輸電線上損失的電功率為4F0RD.由P=IU得，輸電線上損失的電功率為2Po解析：選B設輸電線的電阻為R當輸電線上的電流

7、為I。時，損失的電功率為R=I02R。“一，.,PI0當輸電電壓提圖為2U時，由I=u知輸電線上白電流變為萬，輸電線上損失的電功率為P損P0 一八了。故選項B正確。2 .關于電能輸送的以下分析，正確的是（）U2,一，A.由公式已百知，輸電電壓越局，輸電線上功率損失越少R,U2,，8 .由公式P=U2知，輸電導線電阻越大，輸電線上功率損失越少RC.由公式P=I2R知，輸電電流越大，輸電線上功率損失越大D.由公式P=UI知，輸電導線上的功率損失與電流成正比解析：選C輸電導線上損失的功率P®=I2Rt=U2,AU指輸電線上損失的電壓，而不R是輸電電壓。故C正確。3.輸電導線的電阻為R,輸送

8、電功率為P。現分別用U和U兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()A.U1：U2B.U12：U2C.U2：U12P.，一解析：選C由P=UI得輸電線中的電流I=小輸電線上損失的功率即在輸送功率和輸電線電阻不變的情況下，損失的功率與輸電電壓的平方成反比。所以兩次輸電線上損失的功率之比為U2：U2。C正確。電通知識1 .遠距離輸電示意圖圖2-7-12 .正確理解幾個基本關系(1)功率關系：R=P2,P2=P®+P3,P3=P4。(2)電壓關系:U1 n1U2 n2'U=U線+U3,U3 n3 = U4 n4I1n2.I3n4電流關系：12=常I2=I線=I3,i=n?U

9、BP2P3(4)輸電電流：I線=芮巨=幣=幣。R©SU2U3(5)功率損耗:儂，一P®=P2P3=I線R線=K=U線I線。(6)電壓損失:U線=U2 U3= I 線 R線。求:電通方法典例發電機的輸出電壓為220V,輸出功率為44kW,每條輸電線的電阻為0.2Q,(1)此時用戶得到的電壓和電功率各為多少?(2)如果發電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經同樣的輸電線路后經10：1的降壓變壓器將電壓降低后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率各是多少?思路點撥畫出輸電線路簡圖?標注兩個變壓器的匝數、輸入及輸出電壓、電流、功率等尋找突 破口解析(1)輸電線上的電流Ir=

10、P=44000A=200AU220損失的電壓UR=IrR=2X0.2X200V=80V損失的功率Pr=URIr=80X200W=16kW故用戶得到的電壓U用戶=U-UR=140V用戶得到的功率為P用戶=PPr=28kWo(2)已知升壓變壓器的匝數比n1 : n)2 = 1 : 10輸入電壓U=220V因此，升壓變壓器的輸出電壓n2UUi=2200Vn1P44000輸電線上的電流Ir'=U2=44翳A=20A損失的電壓UR'=Ir'R=2X0.2X20V=8V損失的功率=UR'Ir'=8X20W=160W因此，降壓變壓器的輸入電壓U3=U2UR'=

11、2192V已知降壓變壓器的匝數比n3:皿=10：1n4所以用尸得到的電壓u4=n3U3=219.2V用戶得到的功率P用戶=P誄=43.84kWo答案(1)140V28kW(2)219.2V43.84kW處理遠距離輸電的方法技巧（1）抓好一張圖一一遠距離輸電示意圖;（2）抓住電兩端發電站和用戶;（3）分析一條線輸電線;（4）研究兩次變一一升壓變壓器升壓和降壓變壓器降壓;（5）區分三個量一一輸送電壓（功率）、損失電壓（功率）、用戶電壓（功率）。6通題蛆1 .（多選）一項名為“1100千伏特高壓隔離開關”的“破冰實驗”在我國大興安嶺漠河縣取得成功，標志著我國特高壓輸電技術已突破低溫環境制約。為消除高

12、壓輸電線上的冰，假設利用電流的熱效應除冰。若在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U,電流為I,熱消耗功率為P損；除冰時，輸電線上的熱功率需要變為9P損，則除冰時（認為輸電功率和輸電線電阻不變）（）A.輸電電流為3IB.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U，一 ,一1D .輸電電壓為-U3解析：選AD輸電線上的功率損失為P損= I2R線，由該式可知要使 P損增大到原1,一一八來的9倍，輸電電流應變為原來的3倍或輸電電壓應變為原來的故A、D正確。32.輸送4.0X106W的電能，若發電機輸出電壓為2000V,選用變壓器升壓后應用橫截面積為4.25cm2的銅導線，把電能送到400km遠處，線路損耗的功率為5

13、.0X105W。若已知銅的電阻率p=1.7X108m,求：(1)應選用匝數比為多少的升壓變壓器；(2)在用戶方使用降壓變壓器，其原線圈兩端的電壓為多大。解析：(1)由P=I2R得I=、/P,式中P為線路損耗功率，R為線路總電阻，兩條導線總L'2L .I ,電阻 R= p -p -,貝U R= 1.SS7X108X4X 105X24.25 X 10 4Q = 32因為P輸入=P輸出，所以在升壓變壓器副線圈兩端的電壓為12=P2=3.2X104V皿n1U11故U2=W0(2)設U'為降壓變壓器原線圈兩端的電壓，則U>=L2-IR=2.8X104Vo答案：(1)1：16(2)2

14、.8X104V課后層-級訓練.步步提升能力一、基礎題熟1 .在遠距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是()A.使輸電線粗一些B.減短輸電線長度C.減少通電時間D.采用高壓輸電解析：選D從造成電能損失的原因分析，要減少電能損失，需要減小電阻或減小輸電電流。減小電阻的方法實現起來較困難，因此應當采用高壓輸電，減小輸電電流。2 .遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的n倍，則下列說法中正確的是（）A.輸電線上的電流變為原來的n倍1B.輸電線上的電壓損失變為原來的1C.輸電線上的電功率損失變為原來的一nD.若輸電線上的電功率損失不變，車電線路長度可變為原來的n2倍

15、解析：選DP=UI,當U變為原來的n倍時，I變為原來的輸電線上的電壓損失：AUnI=一R線n電功率損失：P®=-2R線n輸電線電阻R線=pg，當l變為原來的n2倍時，電阻增大為原來的n2倍，由式知P損S不變。3.（多選）發電廠發電機的輸出電壓是U,發電廠至學校的輸電導線總電阻為R導線中的電流為I,學校得到的電壓為U,則輸電線上損失的功率下列表達式正確的是（）U2ARC.I2RD.I（Ui-12）一，U2,，一，一，一，一，一一解析：選BCD用P=3求電阻上損失的功率時，U要與電阻R相對應，選項A中的U是R輸出電壓不是輸電線上的電壓，故選項A是錯誤的。選項B中的U12是輸電線上的電壓，

16、因此，選項B是正確的。選項CD中的電流I是輸電線中的電流，故選項C、D都是正確的。4.輸電線的電阻共計為r,輸送的電功率為P,用電壓U送電，則用戶能得到的電功率為（A.B . P- P2rU2C.U2P-rP2D , U2r解析：選B用戶能得到的電功率為輸送的電功率與輸電線上損失的熱功率之差，所以用戶=P P 2r,選項B正確。U5.用U和U兩種電壓通過相同長度和材料的導線輸電，若輸送的電功率相等，在輸電導線上損失的電功率也相同，則在兩種情況下輸電導線截面積之比S : 4為()八U2A- UiC.P2一、.解析：選C由輸送的電功率P=IU,損失的電功率AP=IR得AP=I?由題意知,P2 P2

17、R1 U1 2R=R2, 由此得=,因為 R=Ui 2U22R2 U22 'L S1 U22P S，所以 S2= U12°6.遠距離輸電線路的示意圖如圖1所示，若發電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是（發電機升壓變壓器降壓變壓鞋用戶A.B.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率無關輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數比決定C.當用戶用電器的總電阻減少時，輸電線上損失的功率增大D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓解析：選C變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由次級負載消耗的功率大小決定的,r，U2一，選項A、B錯誤；用戶用電器總電阻減少，根據P

18、=石，消耗功率增大，輸電線中電流增大,R線路損失功率增大，C項正確；升壓變壓器的輸出電壓等于輸電線路電阻上損失的電壓加上降壓變壓器的輸入電壓，D項錯誤。二、易錯題日月7.把功率為220kW勺電能用鋁導線(鋁的電阻率p=2.7X108Qm)輸送到10km外的地方，要使功率損失不超過輸送功率的10%(1)如果采用220V的電壓輸電，導線的橫截面積至少要多大？采用這樣的導線切合實際嗎？(2)若采用110kV的電壓輸電，導線的橫截面積是多大?損失的功率之比是多少?P 220X 1033I =U= 220A=10 a。對于同種輸電導線，若分別采用110kV和220V輸電,解析：(1)如果采用220V的電

19、壓輸電，則通過導線的電流由于功率損失P=10%P0=22kW=22X103W,且P=I2R因此導線的電阻R= 12P 22X103Q =0. 022 Q o106根據R=P 1可得，導線的橫截面積So P lS=玉2.7 X108X2X10X1030.022m2=2. 46X 10 2 m2。所以，導線橫截面的半徑由上述計算可知，采用這樣粗的導線是不切實際的。(2)若采用110kV的電壓輸電，則通過導線的電流上220XW3aa。U110X103同理，可計算出導線橫截面的半徑r'=0.02cm。對于同種輸電導線，若分別采用110kV和220V輸電，損失的功率之比為P1U222021P2=

20、I22=U2=（10X103廠250000°答案：見解析三、能力題與通8.（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2所示，發電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻為R,降壓變壓器F的原、副線圈匝數之比為4：1,降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u=220/sin100兀tV,降壓變壓器的副線圈與阻值R=11Q的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是（）A.通過R電流的有效值是20AB.降壓變壓器T2原、副線圈的電壓之比為4：1C.升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D.升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功

21、率解析：選ABT2副線圈兩端交流電壓u=220>/2sin100%tV,電壓有效值為220V,則220通過R的電流有效值1=彳1A=20A,A項正確；由原、副線圈電壓與匝數的關系知B項正確；由于輸電線有電阻，所以升壓變壓器T1的輸出電壓和輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入電壓和輸入功率，C、D兩項均錯。9 .（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖3所示，發電機的輸出電壓為200V,輸電線總電阻為r,升壓變壓器原、副線圈匝數分別為m、小，降壓變壓器原、副線圈匝數分別為小、n變壓器均為理想變壓器）。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（）A.n2 n3n1 n4升壓受壓器降咫變壓器B.

22、C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓n2n3n1n4D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：選AD由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率,P出P=P入，故D正確。U2 n2 =- U1 n1'U3 n3病因為 U=200 V<U4= 220 V, 乒U2U 線,一 n2 n3 、” .一故而選項A正確。10 .某小型發電站的發電機輸出交流電壓為500V,輸出電功率為50kW,如果用電阻為3Q的輸電線向遠處用戶送電，這時用戶獲得的電壓和電功率是多少？若要求輸電線上損失的電功率是輸電功率的0.6%則發電站要安裝一個升壓變壓器，到達用戶前再用降壓變壓器變為220V供用戶使用，不考慮變壓器的能量損失，這兩個變壓器原、副線圈的匝數比各是多少？解析：用500V電壓送電時示意圖如圖甲所示，輸電功率為50kW時輸電線上的電流P0=U050X103500A = 100 A。甲用戶獲得電壓U=U010Rt=(500100X3)V=200V,因此用戶獲得的功率Pi=I0Ui=2X104Wo改用高壓輸送時，示意圖如圖乙所示。要求P損=0.6%X