电能的输送教案设计

2024-05-12

电能的输送教案设计

　　【要点导学】

　　1．本节内容重点是：输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算。本节内容难点是：输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”三者的区别与联系。

　　2．远距离输电电路图如图5－5－ 1所示：

　　若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U１，则输电导线的电流I2=P/U1，

　　输电导线上的电压降（电压损失）U损=I2R=PR/U1，

　　输电导线上的功率损耗P损=I22R =U额2/R=P2R/U12

　　【范例精析】

　　例1、发电机的输出电压为220V，输出功率为44W，每条输电线电阻为0 .2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？

　　分析与解答：输送电路原理图如图5-5-2。

　　发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是：

　　I=P出/U出=44000W/220V=200A

　　两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为：

　　P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16W

　　用户得到的电功率为P=P出-P损=44W-16W=27W

　　在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0 .4Ω＝80V．

　　用户得到的电压为：U=U出-U损=220V-80V=140V

　　如果用1：10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去，则输出电流为：

　　I=P出/U出=44000 W/2200V=20A

　　P损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W

　　用户得到的电功率为P=P出-P损=44W-160W=43.83W

　　在导线上损失的电压为: U损=I2r＝20V×0.4Ω＝8V．

　　加到用户端变压器上的电压为：U=U出-U损=2200V-80V=2192V

　　经过变压器降压后输送给用户的电压为：219.2V．

　　例2、一个小型水力发电站，发电机输出电压U0=250V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为P=30W，它通过总电阻R线=2．0Ω的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯，总功率为P用=22W，不计灯丝电阻随温度的变化。

　　（1）当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏 ?发电机实际输出的电功率多大?

　　（2）若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为40：1，当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大?

　　解析：（1）如图5-5-3，

　　P用=U用2/R用=2.2Ω，

　　I=U0/(R用+R线)=250/4.2=5 9.5（A）

　　U灯=IR用≈130.9V≈131V

　　P输=U0I=14880W≈14.9W

　　（2）如图5-5-4，P用=U4I4, U4=220V, I4=110A

　　I3/I4=n4/n3, I3=I4/40=2.5A

　　∴P损=I32R线=12.5W

　　拓展：关于电能输送问题，应详细作出输送原理图，分析电路特点，认真仔细解题。

　　【能力训练】

　　1、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率：（ACD ）

　　A．随输电线电阻的增大而增大

　　B．和输送电压的平方成正比

　　C．和输电线上电压降落的平方成正比

　　D．和输电线中电流强度的平方成正比

　　2、输电线的电阻共计r，输送的电功率为p，输电电压为U，则用户能得到的电功率是：（B ）

　　A. P B.P－(P/U)r C.I2R D. (P/U)r

　　3、用6600V和220V两种电压输电，若输送的功率和输电线的电阻相同，则低压输电线与高压输电线上损失功率之比是（B ）

　　A. 1：900 B. 900：1

　　C. 1：30 D. 30：1

　　4、一个小水电站输出电功率为205 O

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