第四節(jié)電能的傳輸教科版（2019）高中物理選擇性必修第二冊第三章交流電為了合理利用能源，各種發(fā)電廠要科學選址?；鹆Πl(fā)電水力發(fā)電風力發(fā)電光伏發(fā)電新課引入遠距離輸電，存在電熱損失為了安全保質，減少損耗如何輸電？新課引入電能輸送的基本要求：安全可靠：是指保證供電線路可靠地工作，少有故障和停電。保質：就是保證電能的質量，即電壓和頻率穩(wěn)定。經濟：是指電能在輸送中損耗小，輸電線路建造和運行的費用低。安全可靠、保質、經濟．新課引入假定發(fā)電廠輸送電壓為U送，輸送功率恒為P，兩條導線的總電阻為r(在圖中把導線電阻集中畫為r)。求：(1)輸送電流多大？(2)輸電線上損失的電壓U損多大？(3)輸電線上損失的功率P損多大？

電能輸送中的電壓損失和電能損耗方法一：減小輸電線的電阻

縮短距離不可行選用電阻率小的材料作導線一般用鋁或銅增大導線的橫截面存在浪費材料、架設困難等【說明】輸電線由多股絞線擰成的，中心是鋼線，它的機械強度大，不易拉斷；鋼線周圍是鋁線，不僅導電性能好，而且密度小，使輸電線不致太重。鋼線鋁線降低輸電損耗的兩個途徑由P=IU可知：提高輸電電壓U送，便可減小輸電電流I，P損變?yōu)?/n2。U提高n倍，I降低為1/n，p不變

依照不同情況（距離遠近、輸送功率大小等）選擇合適的輸電電壓。

目前我國遠距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已經采用500kV和750kV的超高壓，西北電網甚至達到1100kV的特高壓。方法二：減小輸電線中的電流降低輸電損耗的兩個途徑

為了檢驗輸送電壓高低對電能輸送的影響，采用實驗比較法，在低壓交流電源上并聯兩個回路。一個回路只含電阻、燈泡和電流表，電阻模擬遠距離輸電線路上導線的電阻，燈泡模擬用戶使用的效果；另一個回路先通過一個升壓變壓器提高電壓，再通過一個降壓變壓器降低電壓，其余線路與第一個回路相同。實驗電路如圖所示?！居^察與思考】【觀察與思考】【觀察與思考】降壓變壓器用戶交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)：發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電遠距離輸電系統(tǒng)在遠距離輸電中，各部分的功率、電壓和電流關系功率關系：電壓關系：電流關系：I2＝I3＝I線升壓變壓器

降壓變壓器

2.優(yōu)點：

(1)交流輸電造成電壓損失的原因既有阻抗又有感抗和容抗，引起的電能損失很大；

(2)直流輸電系統(tǒng)在輸電環(huán)節(jié)是直流，發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)是交流，引起的電能損失較小。

1.過程：直流輸電例題1：水電站給遠處山村送電的輸出功率是100kW，輸電線的總電阻為10Ω。求：(1)用2kV電壓輸電，線路上損失的功率是多大？(2)用20kV高壓輸電，線路上損失的功率是多大？(1)用2kV電壓輸電，輸電線中的電流解：

PU1I1＝100kW2kV＝＝50A線路上損失的功率=2.5×104

WP損1＝I12R線(2)用20kV電壓輸電，輸電線中的電流PU2I2＝100kW20kV＝＝5A線路上損失的功率=250WP損2＝I22R線例題2：發(fā)電機的端電壓為220V，輸電功率為110kW，若要保證用戶至少獲得100kW電功率，則輸電導線電阻不得大于多少Ω？若用一個升壓變壓器升壓至5500V后進行輸電，則輸電導線電阻不得大于多少Ω？1．下列關于減小遠距離輸電導線上熱損耗的說法中，正確的是（）

A．因為熱功率

，所以應降低輸送電壓，增大輸電導線電阻，才能減小輸電導線上的熱損耗。

B．因為熱功率P=IU，所以應采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導線上的熱損耗。

C．因為熱功率P=I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導線上的熱損耗。

D．以上說法均不正確。C課堂練習2.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電線的總電阻為R，通過導線的電流為I，學校得到的電壓為U2，則輸電線上損失的電壓可表示為(

)A.U1

B.U1－IRC.IRD.U23.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電線電阻為R，通過電線的電流為I,學校輸入電壓為U2，下面計算輸電線功率損失的式子中,不正確的是()A．B．C．I2RD．I(U1-U2)U1R2(U1-U2)R2CA課堂練習4.水電站向小山村輸電，輸送電功率為50kW

，若以1100V送電，則線路損失為10kW，若以3300V輸電，則線路損失可降為()

A.3.3kW

B.1.1kW

C.30kW

D.11kW5.如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2，則(

)A