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成反比。上面例举中，输电功率 P 一定时，输电电压由 220V 增大到 2200V（增大了 10 倍）时，输电线上损失的电功率就会减小为原来的百分之一。 根据以上分析知道，采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。但是输电电压也不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路维修费用就会增多；对变压器的要求也相应提高。实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依照不同情况选择合适的输电电压。（3）各物理量的关系：电流关系： n1I1=n2I2 ； ...
