高中物理知識：電能的輸送

發電廠跟用電裝置之間的距離有時候比較遠，遠距離的輸送電能，線路上的能量損耗就必須考慮。

一、如何減少輸電線路上電功率的損耗

輸電線上的功率損耗為

，可見，要減少輸電線上的功率損耗，有兩個途徑：減小電線的電阻、減小輸送的電流。

1.減小輸電線的電阻

由電阻定律

知，要減小線路的電阻，有幾個方法：

①選用電阻率小的金屬作導線材料

② 縮短距離（不可以）

③增大導線的橫截面（線太粗的話太重，安裝線路不方便，況且實際上線太粗也會增加線路損失）

2.減小輸送的電流

由公式

可以看出，電流減小一半，線路的損失減少1/4。

二、高壓輸電

電線輸送的功率P=UI，如果減少電流，為了保證輸送的功率不減少，必須增大輸送的電壓。

例題1

：輸送10kw的電功率，採用400V的電壓輸電，輸電線的總電阻為10Ω，求

（1）輸電線中的電流？輸電線中損失的電壓？使用者得到的電壓？

（2）輸電線損失的功率？使用者得到的功率？

（3）如果採用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率？使用者得到的功率？

很明顯：提高輸電電壓， 是減少電能損失的最有效的辦法。

三、電網供電

透過網狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大使用者連線起來，形成全國性或地區性的輸電網路，這就是電網。

電網供電可以在能源產地使用大容量發電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經濟效益。同時，電網可以減少斷電的風險，調劑不同地區電力供需平衡，保障供電質量。

練習：

1。一小型發電站透過升壓，降壓變壓器把電能輸給使用者。已知發電機的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數比為1：5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1。5Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計變壓器的損耗。求：

（1）升壓變壓器的副線圈兩端電壓；

（2）輸電導線上的功率損失；

（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數比；

（4）使用者得到的功率。

參考答案：（1）2500V （2）60kW

（3）10：1 （4）440kW

2。發電廠發電機的輸出電壓為U1，發電廠至學校的輸電線電阻為R，透過導線的電流為I，學校輸入電壓為U2，下列4個計算輸電線損耗的式子中，不正確的是（ ）

參考答案：A