資源簡介

第3節 電能的輸送
素養目標
1.知道采用高電壓輸電的目的。
2.了解高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。
3.通過對高壓電的了解,提高學生的安全防范意識。
◎重點:高壓輸電目的及防護。
【預習導學】
如圖所示,這是高壓輸電電網局部圖。我國的家庭用電一般是220 V交流電,工業用電也只有380 V,但為什么我國輸電網要采用高壓輸電呢 通過前面學過的知識可知,電壓越高,觸電時越危險,且高壓輸電線的建設成本高,作業危險。
我們今天就針對這一問題進行初步探究。
知識點1高壓輸電
1.高壓輸電的原因:采用高壓輸電,可以減少電能在 上的損失。
2.高壓輸電的過程:發電機發出的交流電,在發電廠內先用 把電壓升高后再送到交流電網上,升壓后的高壓電流通過 送到用電地區的變電站進行 ,然后再到用電區域用 降至220 V供家庭用戶使用。
3.變壓器的工作原理是 ,不能改變 電的電壓。
對點自測
1.從發電站到用電地區,為什么采用高壓輸電呢
答:這是因為輸電功率一定時,升高輸電的電壓,就可以減小輸電的 ,根據焦耳定律,當導線的 一定時,相同時間內在電路上轉化成的 能就會減少。
【答案】知識點一
1.輸送線路
2.升壓變壓器　高壓輸電線　降壓　變壓器
3.電磁感應　直流
對點自測
1.電流　電阻　內
知識點2高壓觸電及其防護
1.家用電器不用高壓電的原因:高電壓的 防護要求很高,直接供給用電器是十分不安全的。
2.高壓觸電的兩種形式
(1)高壓電弧觸電:當高壓帶電體與人、動物和建筑物等物體距離較近時會產生放電現象,使人和動物觸電,稱為 觸電。
(2)跨步電壓觸電:高壓輸電線斷裂落地時,高壓線的一端就會以落地點為中心的區域內形成很高的電壓,這就是 電壓。人和動物若走到此區域內會發生觸電事故,稱為 觸電。
對點自測
2.高壓觸電對人體的傷害非常嚴重,高壓觸電分為 觸電和 觸電,因此為了安全,不要 高壓帶電體。
【答案】知識點二
1.絕緣
2.(1)電弧
(2)跨步　跨步電壓
對點自測
2.高壓電弧　跨步電壓　靠近
【合作探究】
任務驅動1討論為什么高壓輸電能減少電能的損耗
1.造成電能在輸送過程中能量損失的原因是什么
。
2.你認為可以從哪些方面減少電能的損失
。
3.請你說出采取高壓輸電的原理是什么
。
【答案】任務驅動一
1.輸電過程中,輸電導線的電阻不可避免,通過電流時產生電熱,將電能轉化成內能,而這部分內能不是人們所需要的
2.根據焦耳定律Q=I2Rt可知,為了減少輸電線上的消耗,可以減小輸電線的電阻或減小輸電電流。實際生產中,在輸電線路程不能改變的情況下,只能適當增粗輸電導線來減小電阻,但考慮到成本,輸電導線不能太粗
3.輸電功率一定,根據P=UI得I=,電壓越高則電流越小;根據焦耳定律Q=I2Rt,電流越小,導線產生的熱量越少,輸電線能量損耗就減少了
任務驅動2閱讀短文,回答問題
高 壓 輸 電
從發電站發出的電能,一般都要通過輸電線路送到各個用電的地方,輸電要用導線,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。
輸電線有電阻,由于電流的熱效應,通過時就要發熱,輸電線上損耗的熱功率為P額=I2R,它正比于電流的平方(焦耳定律Q=I2Rt),所以減小輸電電流和減小輸電線的電阻就可以大大降低電能的損失。
設想發電廠輸出的電功率是一定的,根據P=UI,若提高輸電電壓U,那么線路中的電流I會減小,輸電線上損失的電功率(P額=I2R)就減少,如果線路中電流降低到來的,那么線路中損失的功率就減少為原損耗的,因此說提高電壓可以有效地降低線路中的功率損失。
從減少輸電線路上的電功率損耗和節省輸電導線所用材料兩個方面來說,遠距離輸送電能要采用高電壓或超高電壓,從發電站輸出的電能,一般都要通過升壓變壓器提升電壓,根據輸送距離的遠近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高壓輸電,甚至1000千伏以上的特高壓輸電,到達用戶處再用降壓變壓器逐級降低電壓,但也不能盲目提高輸電電壓,因為輸電電壓越高,輸電架空線的建設,對所用各種材料的要求就越嚴格,線路的造價就越高。
(1)如圖甲所示,電廠向某地供電,在保證輸電功率一定的前提下能有效地降低輸電線路功率損失的方法是 。
A.減小輸電線的橫截面積
B.減小輸電線的長度
C.提高輸電電壓
D.縮短供電的時間
(2)遠距離輸電時先要升高電壓,后要降低電壓,提升電壓和降低電壓都要用到 。
(3)中國已投產運行的1000 kV的特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程,若甲、乙、丙地原來用500 kV的超高壓輸電,現用1000 kV的特高壓輸電,當輸電功率相同時,則線路上的功率損耗為原來的 。
(4)如圖乙,R線表示輸電線的總電阻,配電站的供電電壓U一定,傍晚用電高峰時期,家庭電路的電壓與白天的比較,會 (選填“升高”、“不變”或“降低”)。
(5)由電廠向用戶輸電,輸送的功率P一定,關于輸電電壓U與輸電電流的I的關系圖像正確的是 。
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
【答案】任務驅動二
(1)C
(2)變壓器
(3)
(4)降低
(5)C
任務驅動3高壓觸電及其防護
1.什么是高壓電
。
2.跨步電壓觸電原因是什么
。
3.高壓觸電的防護注意哪些問題
。
【答案】任務驅動三
1.人們把電壓高于1 kV的電壓稱為高壓電
2.高壓輸電線落在地上,地面上與電線斷頭距離不同的各點間存在著電壓,當人走近斷頭時,兩腳位于離斷頭遠近不同的位置上,因而兩腳之間有了電壓,這個電壓稱為跨步電壓。這時電流通過人體,造成跨步電壓觸電
3.為了防止高壓觸電造成人身傷害,必須遠離高壓帶電體。如發現有高壓輸電線斷落地面時,不可走近,應立即設立警示標志,并通知有關電力部門進行搶修

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