新疆風力發電站三峽水力發電站山東火力發電站大亞灣核電站秦山核電站三峽水電站3.1高壓輸電原理教學目標

知識與能力：了解為什么用高壓輸電。知道減少遠距輸送電能損失的主要途徑。了解電網在能源利用上的作用，認識科學技術對人類生活的深遠影響。聯系實際：電站往遠處送電一﹑遠距離輸送電能為什么要用高電壓來輸送？輸電要用導線，導線當然有電阻，如果導線很短電阻很小可忽略，而遠距離輸電時導線很長，電阻大不能忽略，當電流通過輸電線時，產生熱量Q，損失一部分電能，同時輸電線上有電壓降，故也損失一部分電壓原因1：輸電線上有電能損失。這樣大的電流，經過1km的輸電線（電阻為0.1Ω），產生的熱功率為分析：在初中物理中我們已經學過電功率的公式P=UI，據此：由發電機的輸出功率和輸送電壓，即得輸電線上的電流:理論計算：

案例1：一臺1.25×105kW的發電機發出的電，若用10kV的電壓輸送，輸電線上的電流有多大？若兩條輸電線每千米的電阻是0.1Ω，那么電流在1km長的兩條輸電線上將產生多少熱功率？若以這種方式將電能輸送5km的距離，輸電線上損耗的功率占發電機輸出功率的百分比是多少？P損÷P=12.8%由此可見，電能損耗的根本原因是輸電線上有電阻，而且遠距離輸電時，損失較大，必須設法減小輸電線上的電能損耗。原因2：必須減少電能的損耗。如何減少？（由P=I2R知）在5km的距離上，輸電線的電阻R′=0.5Ω，產生的熱功率

也就是說，在輸送5km距離時，就有64%的電能被導線上的電阻損耗了。

所以：

途徑一：減小輸電線上的電阻（由電能損耗的根本原因知減小輸電線上的電阻來可降低損耗，如何減小輸電線上的電阻?

）啊！輸電線再長點不就損耗完了嗎！理論分析：由電阻定律知:①減小輸電線的電阻率;鐵的電阻率:ρ鐵＝1.0×10-7（Ω·m）

鋁的電阻率:ρ鋁＝2.9×10-8（Ω·m）銅的電阻率:ρ銅＝1.7×10-8（Ω·m）銀的電阻率:ρ銀＝1.6×10-8（Ω·m）理論計算：

要求：輸電線上損失的電能不超出輸送電能的10％，輸送的電功率仍為：②減小輸電線的長度L;不可行，因為要保證輸電距離③增加導線的橫截面積S;太粗不可能，既不經濟又架設困難。減小材料的電阻率ρ.銀的電阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線.P＝1.25×105kW，輸電電壓仍為：U＝10kV,輸送距離仍為5km輸電線上可損耗的電能若為P損＝1.25×104kW，求導線電阻R為多少？解析：由發電機的輸出功率和輸送電壓，即得輸電線上的電流仍為:由上可知：減少電阻的方法僅能適當減小P損，不能達到理想效果。

即輸電線的電阻應為原來的6.25分之一，橫截面積為增為原來的6.25倍，其直徑應為原來的2.5倍由P損=I2R可得5km電阻應:線長5km損耗由64%降到10%，電阻由0.5Ω降到0.08Ω，R′÷R=0.5÷0.08=6.25

另辟蹊徑，根據P損=I2R，可減小輸電線中的電流,同樣可減小電能的損耗。論證：設電源提供的電功率為P0恒定，輸出電壓U可調，連接負載的輸電線總電阻是R，那么,電線上損耗的電功率為:P損=I2R途徑二：減小輸電線中的電流。（如何減小？）分析：由P=UI可知：當輸送的功率一定時，采用升高輸電電壓的方法，就可以減小輸送電流.而

由此可得：輸電線上損耗的電功率：思考①.輸電線上的電能損耗與哪些因素有關？思考②：若輸電電壓提高100倍，則輸送過程中損失的功率變為原來的多少倍？理論計算：高壓輸電原理5km10kv64%,5km500kv

0.025%請同學們計算案例一中，如果采用500kV的超高壓輸電，那么，電流在5km的距離上將產生多少熱功率？輸電距離為500km時，輸電線路上產生的熱功率占發電機輸出功率的百分比是多少？請自己對案例二進行分析，解出答案（P損=3.125×104w、

P損÷P×100%=0.025%)思考③：為減小輸電線上的電能損耗，采用怎樣的辦法最為有效？理論計算分析證明：★提高輸送電能的電壓，可以更有效地減小輸電線路上的電能損耗，這是遠距離輸電采用高電壓的根本原因★在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，輸電線上的功率損失降為原來的倍.

思考④：是不是輸電電壓越高越好？不是。電壓過高，會增加絕緣有困難，因而架線的費用增加，輸電線路還容易向大氣放電，增加電能的損失。要綜合考慮，選擇合適的輸電電壓。二交流輸配電網1.電能的優點：電能通過輸電線就可以輸送到遠方．相對于煤炭、石油等能源的輸送需要大量的交通運載工具來說，這是它突出的優點．2.輸送電能的基本要求：可靠、保質、經濟．3.電網供電（1）將多個電廠發的電通過輸電線、電站連接起來，形成全國性或地區性輸電網絡，這就是電網。現在，有的還與外國聯網，形成國際化的電網.（2）優點：①減少發電設施的重復建設，降低運輸成本②可保證發電和供電的安全可靠，方便調整供需平衡使電力供應更加可靠、質量更高。（3）交流高壓輸電的基本環節發電站升壓變壓器高壓輸電降壓變壓器用戶三，案例分析

課堂練習：P67