新疆克拉玛依市第十三中学 2014 年高中物理 电能的输送学案 新人教版选修 3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
远距离输电电路图如图 5-6-1 所示:1
输电线上的电压损失和电功率损失(1)减低输电损耗的两个途径 设输电电流为 I,输电线的电阻为 r,则输电线上的功率损失为 P = I2 r
据此,可以有两个途径来减小输电损失
一个途径是减小输电线的电阻
由电阻定律 R=SL可知,电阻和导线材料、长度及粗细有关
在输电距离一定的情况下,为了减小电阻,应当选择电阻率小的金属材料,例如铜、铝来制造输电线
此外,还要尽可能增加导线的横截面积
但是,导线横截面积的增加是有一定限度的
过粗意味过重,不仅耗材而且给铺设工作带来困难
因此,实际中,并不是通过减小电阻来减小输电损失的
另一个途径就是减小输电导线中的电流
(2)输电线上的电压损失参照图 5-6-1
若输电线电阻 r,输电功率为 P,输电电压 U 1,则输电导线的电流22UPI ,输电导线上的电压降(电压损失)r)(r2222UPIU损,因为输电线是确定的,所以 r 是定值,在输送电功率 P 不变的情况下,由上式可以看出 U 损和输送电压 U1成反比,即要减小输电线上的电压损失,就得增大输电电压 U1
例如某输电线路输电功率 P 一定时,输电电压由 220V 增大到 2200V(增大了 10 倍)时,输电线上损失的电压就会减小为原来的十分之一
(3)输电线上的功率损失1输电导线上的功率损耗 P 损=rr222222UPRUI=损上式中 P 损为输电线上损失的功率,P 为输电功率,U1为输电电压,r 为导线的电阻
因为 r 为定值,当输电功率 P 为定值时,P 损和输电电压 U12成