逍遥右脑 2013-01-18 01:37
第五节、高压输电
【典型例题】
【例1】一台发电机的功率是40W，用电阻为0.2Ω的导线输送到用户，(1)若用220V的电压输电，输电线上损失的功率是多少?(2)若用22V的电压输电，输电线上损失的功率又是多少?(3)比较(1)、(2)的结果可得到什么结论?
【解析】要求出输电线上损失的功率，首先根据P＝UI求出输电线中的电流，再根据焦耳定律Q＝I2Rt和P＝W/t (因为W＝Q)可求出输电线上损失的功率P损＝I2R线.
解：(1)当输电电压为U1＝220V时，输电电流为：I1＝P/U1＝2000/11A
所以输电线上损失的功率为：P1＝I12R线＝(2000/11)2A×0.2Ω=6611.6W
(2)当输电电压为U2＝22千伏时，输电电流为：I2＝P/U2＝20/11A
所以输电线上损失的功率为：P2＝I22R线＝＝0.66116W
(3)比较(1)、(2)P2/P1＝1/10000
【例2】发电厂的输出功率为200W，输电线的电阻为0.13Ω.那么输出电压为250V或2500V，这两种情况下，在输电线上损失的功率各为多少?输入用户的功率各为多少?
分析：电能在输送过程中，由于电流的热效应在输电线上要损失一部分功率，而输入用户的功率应该用发电厂输出的功率减去这部分损失的功率.
【解析】解：当U输出＝250V时，输出电流为：I输出＝P输出/U输出＝800A
在输电线上损失的功率：P损失＝I2输出R线＝(800A)2×0.13Ω＝83.2W
输入用户的功率：P输入＝P输出-P损失＝200W-83.2W＝116.8W
当U输出＝2500V时，输出电流为：I′输出＝P输出/U输出＝80A
在输电线上损失的功率：P′损失＝I′2输出R线＝(80A)2×0.13Ω＝0.832W
输入用户的功率：P′输入＝P输出-P′损失＝200W-0.832W＝199.168W
【例3】输送同样的总功率，若用110kV和220kV的电压输电，输电线上损失的功率之比为多少？
【解析】损失的功率ΔP不等于U2/R，因为这里为U是两根输电线的两始端的电压；若要写成U2/R，这里的电压U应是输电线上损失的电压ΔU，它等于输电电压减去用户得到的电压即ΔU＝U－U′损失的功率 ，而I＝P/U，即ΔP与U2成反比．
设输电总功率为P，输电电压为U，则输电电流I＝P/U；输电线电阻为R，输电线上功率损失 ，所以 ；输电线上损失的功率之比为4∶1，即用220kV输电时功率损失为110kV时的1/4．
损失的功率ΔP不等于U2/R，因为这里为U是两根输电线的两始端的电压；若要写成U2/R，这里的电压U应是输电线上损失的电压ΔU，它等于输电电压减去用户得到的电压即ΔU＝U－U′
【基础练习】
一、选择题
1、在电能的远距离输送中，为减小输电导线的功率损失 ，下列说法正确的是（ ）
A、根据I＝U/R，只要减小输送电压，就减小了输送电流， 就减小了
B、根据U＝IR，要减小输送电流I，只要减小输送电压U即可
C、根据I＝U/R，增大输送电压Ｕ，输送电流I随之增大， 也就增大
D、上述说法都不对
2、关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 （ ）
A、由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B、由P=IU，应低电压小电流输电
C、由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D、上述说法均不对
3、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率（ ）
A、随输电线电阻的增大而增大
B、和输送电压的平方成正比
C、和输电线上电压降落的平方成正比
D、和输电线中的电流强度的平方成正比
E、和输电电压的平方成反比
4、用电器电阻值为R距交变电L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为 （ ）
A、ρL/R B、2ρLI/U C、U/ρLI D、2UL/ρI
5、用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电线上损失的电功率也相同，则在两情况下输电线截面积之比S1：S2为（ ）
A． B． C． D．
6、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原的( )
A.10倍 B.1/10倍 C.100倍 D.1/100倍
二、填空题
7、在电能输送的过程中，由焦耳定律知，减小输电的__________________是减小电能损失的有效方法；在输送功率不变的情况下，只能通过提高输电____________________实现。
8、从发电站发出的电能，先经过_____________________把电压升高，再用___________________输送到远处的用户附近，再经过___________________把电压降低，供用户使用。
9、变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为n时，线路上损耗的功率为原的______倍
三、计算题
10、一输电线电阻值是2欧，以3000伏输送电能，输出的电流是60安，线路上损失的功率是？；若采用6000伏输送同时功率的电能，则线路损耗的功率是？
11、远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高 倍，则输电导线的电功率损失是原的？输电导线的电压损失是原的？
12、我国自行设计建造的第一座核电站——秦核电站的功率为30万千瓦。它连续发电一年，可发电多少千瓦时?若输电电压为220千伏，则输电线路中的电流又是多大?(1年按365天计算)
【能力提升】
1、远距离输电要采用( )
A.低压输电 B.高压输电
C.强电流输电 D.弱电流输电
2、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应( )
A.提高输送电压，增大输送电流 B.提高输送电压，减小输送电流
C.减小输送电压，增大输送电流 D.减小输送电压，减小输送电流
3、远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上（ ）
A、电能损失为原的 B、电压损失为原的
C、电能损失减少 D、电压损失减少
4、发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，则输电线上电流强度为 ，输电线上的电压降落为 ，输电线上损失的电功率为 ，用户得到的电压为 ，用户得到的功率为 。
5、某发电机的输出电压是200伏，输出电流是400安，输电线电阻是0.5欧，线路上损耗的功率多大?如果采用4 000伏输送同样的功率，线路上损耗的功率又是多大?
参考答案
基础练习
1、D
2、C
3、ACDE
4、B
5、D
6、D
7、电流；电压
8、变压器，高压输电线，变压器
9、
10、7200W，1800W
11、 ；
12、2.6×109千瓦时 1.36×103安
能力提高
1、BD
2、B
3、ABCD
4、 ； ； ； ；
5、8×104瓦 200瓦