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  • 1 # 使用者4141082436059

    因為輸電線上的功率損耗正比於電流的平方(焦耳定律Q=I^2Rt),所以在遠距離輸電時就要利用大型電力變壓器升高電壓以減小電流,使導線減小發熱,方能有效地減少電能在輸電線路上的損失。由發電廠發出的電功率是一定的,它決定於發電機組的發電能力,根據P=UI,發電機的功率不變效應,若提高輸電線路中的電壓U那麼線路中電流I一定會減小,輸電線損失的功率Q=I^2Rt一定會相應減小,如果線路中電流降低到原來的1/2那麼線路中損失的功率就減少為遠損耗的(1/2)^2=1/4,因此說提高電壓可以很有效的降低線路中的功率損失。

    我們可以從下面看到高壓輸電的分析思路:

    輸電→導線(電阻)→發熱→損失電能→減小損失

    輸電要用導線,導線當然有電阻,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。

    如何減小導線發熱呢?

    由焦耳定律Q=I^2Rt,減小發熱Q有以下三種方法:一是減小輸電時間t,二是減小輸電線電阻R,三是減小輸電電流I。可以看出,第三種辦法是很有效的:電流減小一半,損失的電能就降為原來的四分之一。要減小電能的損失,必須減小輸電電流,另一方面,輸電就是要輸送電能,輸送的功率必須足夠大,才有實際意義。根據公式P=UI,要使輸電電流I減小,而輸送功率P不變(足夠大),就必須提高輸電電壓U。

    顯然,高壓輸送經濟。當用高電壓把電能輸送到用電區後,需要逐次把電壓降低,恢復到正常電壓。

    減少輸電損失的方法

    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,遠距離輸送電能要採用高電壓或超高電壓。

    但也不能盲目提高輸電電壓,因為輸電電壓愈高,輸電架空線的建設,對所用各種材料的要求愈嚴格,線路的造價就愈高。所以,要從具體的實際情況出發,做到輸電線路既能減少功率損耗,又能節約建設投資。

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