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    電能的輸送教案設計

    時間:2024-05-12 12:32:27

    電能的輸送教案設計

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    電能的輸送教案設計

      【要點導學】

      1.本節內容重點是:輸電線上損失電能的原因和輸電線上損 失的電能的計算。本節內容難點是:輸電系統的“輸電電壓”、“用戶 得到的電壓”和輸電線上“損失的電壓”三者的區別與聯系。

      2.遠距離輸電電路圖如圖5-5- 1所示:

      若輸電線電阻R,輸電功率為P,輸電電壓U1,則輸電導線的電流I2=P/U1,

      輸電導線上的電壓降(電壓損失)U損=I2R=PR/U1,

      輸電導線上的功率損耗P損=I22R =U額2/R=P2R/U12

      【范例精析】

      例1、發電機的輸出電壓為220V,輸出功率為44W,每條輸電線電阻為0 .2Ω,求用戶得到的電壓和電功率各是多少?如果發電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高,經同樣輸電線路后,再經過10:1的降壓變壓器降壓后供給用戶,則用戶得到的電壓和電功率又各是多少?

      分析與解答:輸送電路原理圖如圖5-5-2。

      發電站輸出的功率P出是一定的,當以220伏的電壓輸出時,輸出電流應該是:

      I=P出/U出=44000W/220V=200A

      兩條輸電線路的總電阻為0.4Ω,則導線上損失的電功率為:

      P損=I2r=(200A)2×0.4Ω=16W

      用戶得到的電功率為P=P出-P損=44W-16W=27W

      在導線上損失的電壓為: U損=I2r=200V×0 .4Ω=80V.

      用戶得到的電壓為:U=U出-U損=220V-80V=140V

      如果用1:10的變壓器將電壓升高到2200V后再輸送出去,則輸出電流為:

      I=P出/U出=44000 W/2200V=20A

      P損=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W

      用戶得到的電功率為P=P出-P損=44W-160W=43.83W

      在導線上損失的電壓為: U損=I2r=20V×0.4Ω=8V.

      加到用戶端變壓器上的電壓為:U=U出-U損=2200V-80V=2192V

      經過變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為:219.2V.

      例2、一個小型水力發電站,發電機輸出電壓U0=250V,內電阻可以忽略不計,最大輸出功率為P=30W,它通過總電阻R線=2.0Ω的輸電線直接向遠處的居民區供電。設居民區所有用電器都是額定電壓U用=220V的白熾燈,總功率為P用=22W,不計燈絲電阻隨溫度的變化。

      (1)當居民區的電燈全部使用時,電燈兩端的電壓是多少伏 ?發電機實際輸出的電功率多大?

      (2)若采用高壓輸電,在發電機端用升壓變壓器,在用戶端用降壓變壓器,且不計變壓器和用戶線路的損耗。已知用戶變壓器的降壓比為40:1,當全部用戶電燈正常發光時,輸電線上損耗的功率多大?

      解 析:(1)如圖5-5-3,

      P用=U用2/R用=2.2Ω,

      I=U0/(R用+R線)=250/4.2=5 9.5(A)

      U燈=IR用≈130.9V≈131V

      P輸=U0I=14880W≈14.9W

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

      I3/I4=n4/n3, I3=I4/40=2.5A

      ∴P損=I32R線=12.5W

      拓展:關于電能輸送問題,應詳細作出輸送原理圖,分析電路特點,認真仔細解題。

      【能力訓練】

      1、在電能輸送過程中,若輸送的電功率一定,則在輸電線上損失的電功率:(ACD )

      A.隨輸電線電阻的增大而增大

      B.和輸送電壓的平方成正比

      C.和輸電線上電壓降落的平方成正比

      D.和輸電線中電流強度的平方成正比

      2、輸電線的電阻共計r,輸送的電功率為p,輸電電壓為U,則用戶能得到的電功率是:(B )

      A. P B.P-(P/U)r C.I2R D. (P/U)r

      3、用6600V和220V兩種電壓輸電,若輸送的功率和輸電線的電阻相同,則低壓輸電線與高壓輸電線上損失功率之比是(B )

      A. 1:900 B. 900:1

      C. 1:30 D. 30:1

      4、一個小水電站輸出電功率為205 O

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