第七节 远距离输电
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解远距离高压输电的原理.2.理解输电线上电能损失的影响因素．
科学思维：1.体会降低输电损耗的两个途径，能分析计算高压输电的损耗情况.2.能分析远距离输电的基本过程，会对基本的远距离输电线路进行定量计算.3.体会远距离输电的基本要求和电网供电的优点，并能据此设计基本的供电框架图．
一、从发电站到用户的输电线路
1．输电线路：由发电站、升压变压所、输电导线、高压变电所、低压变电所和用户组成．
2．示意图
二、为什么要用高压输电
1．输电线上的功率损失：ΔP＝I2R，其中I为输电电流，R为输电导线的电阻．
2．减少电能损失的两种方法
(1)在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．
(2)为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．
三、直流输电
1．高压直流输电的原因：高压交流线路中电感、电容引起的电能损失很大，因此采用高压直流输电．
2．直流输电过程
1．判断下列说法的正误．
(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比．( √ )
(2)由P＝可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小．( × )
(3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．( √ )
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( × )
2．输电线的总电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为________________．
答案 U∶U
一、降低输电损耗的两条途径
如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)．那么：
(1)用户两端的电压是多大？
(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？
(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？
答案 (1)U′＝U－ΔU＝U－r.
(2)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和．
(3)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因．
功率损失表达式：ΔP＝I2r＝r，所以降低功率损耗的两条途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U.
