4.3-电能的远距离传输-学案(2020年鲁科版高中物理选修3-2).doc

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4.3电能的远距离传输学案（2020年鲁科版高中物理选修3-2）

第第3节节电能的远距离传输电能的远距离传输学习目标核心提炼
1.知道远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关，理解高压输电的道理。
2个降低电损的途径减小输电线的电阻提高输送电压3个输电回路发电机回路输送回路输出（用户）回路2种输电方式高压交流输电高压直流输电
2.知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。
一.为什么要采用高压输电阅读教材，知道电能在远距离传输过程中有功率损失和电压损失，并知道减少这两种损失的方法。
1.两种损失比较两种损失主要原因大小表示减小办法电功率损失输电线有电阻，电流产生焦耳热PI2R减小电阻R减小电流I电压损失输电线电阻上的电压降UIR
2.降低两种损失的途径高压输电在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。
思考判断1输电电压越高越好。
2输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电流的平方成正比。
3由PU2r可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小。
4由PI2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失。
5高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的。
二.高压交流输电阅读教材，了解高压交流输电流程和基本环节。
1.基本环节发电厂（站）升压变压器高压输电线路降压变压器用户
2.电路原理图
3.交流输电并网的要求1并联输电线中的交变电流相位必须相同。
2交变电流的频率必须相同。
4.交流输电的缺陷交流输电电路中不仅有电阻，而且还有电感和电容。
思维拓展“提高输电电压，减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾答案不矛盾。欧姆定律IUR是对纯电阻元件成立的定律，而“提高输电电压，减小输电电流”是从输电角度，由PUI且在P一定的条件下得出的结论，两者没有必然联系。
三.高压直流输电阅读教材
，了解直流输电的基本过程和优点。
1.高压直流输电系统的组成主要由整流站.直流线路和逆变站三部分组成。
2.直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流电变成直流电，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户。
3.高压直流输电的优点1节约线材；输电杆塔结构简单，占地面积小。
2不存在感抗和容抗引起的损耗。
3不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题。
思维拓展高压直流输电网中各交流发电机可以不同步吗答案可以。高压直流输电网中的发电机均为交流发电机，经整流设备把交流变为直流，直流入网时不需要考虑同步问题。
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2降低输电损耗的两个途径要点归纳减小输电线路上功率损失的方法主要有两种1减小输电线的电阻R。根据RlS可知减小输电线长度l由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小l来减小R。
减小电阻率目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。
增大导线的横截面积S这要耗费更多金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。
2减小输电电流I。根据IPU可知减小输送功率P在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。
提高输电电压U在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损PU2R知，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2。故采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效.最经济的措施。
易错提醒1输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压UIR。
2输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率。
3无论从减少输电线路上的功率损失，还是减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流。
精典示例例1中国已投产运行的1000kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲.乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则
A.输电电流变为原来的2倍
B.输电线上降落的电压将变为原来的2倍
C.输电线上降落的电压将变为原来的12
D.输电线上损耗的电功率将变为原来的12解析根据输送电功率P输U输I输及P输不变，可知，输电电流I输P输U输1U输，当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的12，选项A错误；输电线上降落的电压U降I输R线I输，所以，当输电电流变为原来的12时，输电线上降落的电压也变为原来的12，选项B错误，C正确；输电线上损耗的电功率P损I2输R线I2输，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的14，选项D错误。
答案C输电线上电压和功率损失的计算方法1U损IR线PUR线UU用户。
2P损I2R线PU2R线PP用户。