如何理解远距离输电各个物理量

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所属分类:高二物理

远距离输电是高二物理变压器的应用,涉及变压器电流、电压、功率等物理量关系。不少同学学到这块内容时感到各个量混乱,所以无忧物理学习网就给大家总结如下供大家参考。

构建输电电路模型图

如下图所示,是输电电路模型,从发电站经过输电电线,再到用户。过程中输电电线有电压损耗和功率损耗,剩余量才是用户的电压和功率。

如何理解远距离输电各个物理量

两个概念,一是输电电压U,二是输电功率P,则输电电流为:IP/U。该电流就是输电电线的电流,则输电电线占有电压(压降)和占有的功率(功率损耗)分别为:

UIRPR/U

PI2RP2R/U2

此是用户得到电压和功率分别为:

U用户UUIR

P用户PPPI2R

这里要理清楚输电电压并不是输电线的电压。

构建远距离输电模型图

如何理解远距离输电各个物理量

远距离输电先经过升压变压器,再到降压变压器,两个变压器间等量关系为:

电压关系:

U1/U2n1/n2

U3/U4n3/n4 (U4实际上就是用户得到的电压)

U1=△UU3

(U1相当于第二个回路的总电压,而U3相当于一部分路端电压,△U相当于另外一部分路端电压)

电流关系:

I1/I2n2/n1

I3/I4n4/n3

I2I3 (第二个回路是串联电路,电流处处相等)

功率关系:

P1P2
P3P4
(P4就是用户得到的功率)

P2=△PP3

(P2相当于第二个回路的总功率,而P3就是输电电线浪费之后剩余功率,也就是用户得到的功率)

输电电线的电压和功率:

UI2R,△PI22R

理解远距离输电各个物理量关系,关键在于理解输电电压并非输电电线的电压,输入功率并非是输电电线功率。明确各个物理量关系,不能张冠李戴。

经典例题

1、某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是(    )

A.输电线上的电流I=U/R

 B.输电线上的电流I=P0/U

C.输电线上损失的功率P=(P0/U)2R

D.输电线上损失的功率P=U2/R

解析:BC

要知道输电电压U并非输电电线的电压,故IU/R,故AB对。输电电线损失功率为PI2R(P0/U)R,故C正确,D错误。

2、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.电能损失为原来的1/n2

B. 电压损失为原来的1/n2

C.电能损失减少(n2-1)/n2

D.电压损失减少(n2-1)/n2

解析:BC

设输送功率为P,原输送电压为U,则输电电线损失电压和损失功率分别为:

U1IRPR/U

P1I2RP2R/U2

则当输电电压提高n倍后,变为nU,则损失电压和功率分别为:

U2IRPR/nU

P2I2RP2R/n2U2

故有:

U2/U11/n

P2/P11/n2

电压前后减小为原来的:如何理解远距离输电各个物理量

功率前后减小为原来的:如何理解远距离输电各个物理量

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