2018版物理新课堂同步沪科版选修3-2:第3章 3.1 高压输电原理
2018版物理新课堂同步沪科版选修3-2:第3章 3.1 高压输电原理第3页

  1.电压损失:由于输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产生电势降落,致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低.这就是输电线路上的电压损失ΔU=U2-U3=IR线.对于交流电路,感抗和容抗也会造成电压损失,高中阶段暂不研究.

  

  图3­1­1

  2.功率损失: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.设输电电流为I,输电线的电阻为R线,则功率损失为ΔP=I2R线.

  3.减小输电线路上电压损失和功率损失的方法:根据电压损失的表达式ΔU=IR线和功率损失ΔP=I2R线可知,要减少输电线上的电压损失和功率损失,有两种方法:

  (1)减小输电线的电阻R线:根据电阻定律可知R线=ρ,要减小输电线的电阻R线,可采用下述方法:

  ①减小材料的电阻率ρ .银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线材料.

  ②减小输电线的长度l不可行,因为要保证输电距离.

  ③增加导线的横截面积.可适当增大横截面积,太粗不可能,既不经济又架设困难.

  另外,用增大输电导线横截面积的方法来减小电阻.对低压照明电路有效,在高压线路中,因容抗和感抗造成的电压损失比电阻造成的还要大.故这种方法在高压输电中的应用效果不佳.

(2)减小输电电流:在输电功率一定的条件下.根据P=UI可知,要减小输电线中的电流I,必须提高输电电压U.在输送功率P一定,输电线电阻R一定的条件下,输电电压提高到原来的n倍,根据ΔU=IR线=R线知,输电线上的电压损失将变为原来的,根据ΔP=2·R线知,输电线上的功率损失将降为原