五、电能的输送

五、电能的输送

• 　　　需要电能的地方分布很广，而电站

相对来说比较集中，因此要把电站的电能

向外输送，有的需要输送到远方，这就涉

及电能的输送问题．

一、电能的输送

• 1 ．电能便于远距离输送

• 电能通过输电线就可以输送到远方．相对于煤 炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工 具来说，这是它突出的优点．

• 2 ．输送电能的基本要求：可靠、保质、经济．

二、输电线上的功率损失

• １．任何输电线都有电阻，存在功率损失．

• 　　　设输电电流为 I ，输电线电阻为 R ，则 输电线上的功率损失为：

 P  I

²

 R

　　如果输送的电功率为 P ，输电电压为 U ，输电 线的总长度为 l ，横截面积为 S ，电阻率为

则功率损失可表示为 ：

( )

²

. S

l U

P  P  



• 2 ．减少输电线上功率损失的方法

•

（ 1 ）减小输电线的电阻 R

• 　　①减小输电线长度 l ：由于输电距离一定，所以

在实际中不可能用减小 l 来减小 R ．

• 　　 ②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或 铝作导线材料．

• 　 ③增大导线的横截面积 S ，这要多耗资金属材

• 料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难

（ 2 ）减小输电电流 I

　　　①减小输送功率 P ：由于电站的装机容量一定，

因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不 能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．

　　　②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，

输电线上的功率损失降为原来的 1/n² 倍．

　　采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效

、最经济的措施．

三、输电线路上的电压损失

• １．电压损失：输电线路始端电压 U

跟末端电

压

U’

的差值，称为输电线路上的电压损失，

 U

＝

U

－

U’

，如图所示：

•　以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的 电压损失．

• 2 ．造成电压损失的因素

• （ 1 ）输电线电阻造成电压损失 U ＝ IR _．

• （ 2 ）输电线的感抗和容抗造成电压损失．

• 3 ．减小输电线路上电压损失的方法

• （ 1 ）减小输电线电阻 R

• 　　用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照 明电路有效，对高压输电线路效果不佳．

• （ 2 ）减小输电电流 I

• 　　　在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是 有效的措施．

• 　　高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损 失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，

依照不同的情况，选择合适的输电电压．

四、交流高压输电的基本环节

发电站

升压变压器

降压变压器 高压输电 用户

小结：

• 输电导线上功率损失  P ＝ I

²

R ，电 压损失  U ＝ IR.

• 提高输电电压是减小功率损失和电

压损失的有效途径．

• 1 、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

例与练

U I  P

R



I 2

P_损＝ P )² R

U ( P

损＝



• 2 、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来的 10 倍，则 输电线上消耗的功率变为原来的（　　）

• A.10 倍 B.1/10 倍

• C.100 倍 D.1/100 倍 例与练

R I

P

²

)

²

U ( P R ＝

损

＝

• 3 、一台发电机输出功率为 1000KW ，用总电阻为 10 Ω 的导线输送到远方的用户。用 5KV 的电压输电，导 线上电流为多大？导线上损失的功率为多少？若改用 50KV 的电压输电，导线损失的功率又为多少？

例与练

1

1

U

I  P  200 A

^P_损1^＝I₁^2R＝400KW

2

2

U

I  P  20 A

^P_损2＝^I₂^2R＝^4KW

• 4 、发电机的输出电压为 220V ，输出功率为 22k W ，输电线总电阻为 1Ω ，求：

• （ 1 ）用户得到的电功率和电压。

例与练

析与解

U

I  P  ^{100 A}

KW I

P_损＝ ²R＝10

V IR

U

_损

  100

KW P

P_用＝P－ _损＝12

20V 1

U－ ＝

＝ _损

用 U

U

• 4 、发电机的输出电压为 220V ，输出功率为 22k W ，输电线总电阻为 1Ω ，求：

• （ 2 ）如果用 1 ： 100 的理想变压器先将电压升 高，经过同样的输电线后，再用 100 ： 1 的理想 变压器降压，供给用户，这时用户得到的电功率和 电压又各是多大？

例与练

析与解

2

2 U

I  P

 1 A

^P_损^{' ＝I}₂^2R＝1W

V R

I

U

_损^'



₂

 1

W P

P_用^' ＝P－ _损^' ＝21999

V 21999

U ^'

3＝ －U_损＝

U

2 1 2

1

n n U

U 

 U ₂  22000V

4 3 4

3

n n U

U 

 ^{U 4  219.99V}

• 5 、如图所示某交流发电机输出功率为 5×10⁵W

，输出电压为 U1=1.0×10³V, 假如输电线总电阻 为 R=10Ω ，在输电线上损失的电功率等于输电 功率的 5% ，用户使用的电压为 U _用 =380V ，求

：所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝 数比是多少？

例与练

析与解

I V

U P 10000

2

2  

% 5

2R

2 P 

I

P_损＝ ＝



V R

I

U_损  ₂  500 ^U_3＝^U_2－^U_损＝^9500V

10 1

2 1 2

1  

 U

U n

n

R A

I P 5% 50

2  





1 25

4 3 4

3  

 U

U n

n

• 6 、学校有一台应急备用发电机，内阻为 r=1Ω ， 升压变压器匝数比为 1∶4 ，降压变压器的匝数比为 4∶1 ，输电线的总电阻为 R=4Ω ，全校 22 个教室

，每个教室用“ 220V ， 40W” 的灯 6 盏，要求所有 灯都正常发光，则： (1) 输电线上损耗的电功率多 大？

例与练

析与解

W W

P

₄

 22  6  40  5280

U A

I P 24

4

4  4 

3 4 4

3

n n I

I 

  I

₂

 I

₃

 6 A W

R I

P 

₂²

 144



_损

• 7 、学校有一台应急备用发电机，内阻为 r=1Ω ， 升压变压器匝数比为 1∶4 ，降压变压器的匝数比为 4∶1 ，输电线的总电阻为 R=4Ω ，全校 22 个教室

，每个教室用“ 220V ， 40W” 的灯 6 盏，要求所有 灯都正常发光，则： (2) 发电机的输出功率多大？

(3) 发电机的电动势多大？

例与练

析与解

4 3 4

3

n n U

U 

 U₃  880V V

R I

U_损  ₂  24

V U

U

U₂   ₃  904

 _损

1 2 2

1

n n I

I 

 _{ I1  4I2  24A} W

U I

P  _{1 1}  5424

 _出

V r

I U

E  ₁  ₁  250

V U₁  226



2 1 2

1

n n U

U 

