7 电能的输送
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解输电线上电能损失的影响因素.2.了解远距离高压输电的原理.3.了解直流输电．
科学思维：1.体会降低输电损耗的两个途径，能分析并计算高压输电的损耗情况.2.了解远距离输电系统，知道其典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题，进行定量计算．
一、电能输送中的电压损失和电能损耗
1．电压损失：输电线始端电压U与末端电压U′的差值，ΔU＝U－U′＝Ir.
2．功率损失：输电线路的功率损失，ΔP＝I2r，r为输电线电阻．
3．减小电压、功率损失的方法：
(1)减小电阻：由r＝ρ可知，输电距离一定时，使用电阻率小的材料，增大导线横截面积可减小电阻．
(2)提高输送电压：由P＝UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流，即采用高压输电．
二、远距离输电系统
目前世界各国都采用电网供电，在发电站内用升压变压器升压，然后再进行高压输电，在用电区通过降压变压器降到所需电压．
三、直流输电
当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网的发电机同步运行，技术上存在困难，所以有些大功率输电线路采用直流输电．
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，输电线上的电功率损失就越小．( × )
(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 U22∶U12
一、电能输送中的电压损失和电能损耗
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个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输电电压U.
