远距离输电
为了合理地利用自然资源,水电站要建在水库大坝上,以煤为燃料的火电站最好建在煤矿附近.但是用电的地方可能距离发电站很远,因此为了使千家万户都能用点,就要借助如图1所示的那些跨山越水的巍峨铁塔上的电缆来输送电能.
家庭用电的电压是220V,然而高压输电线上的电压通常有几百千伏.为什么要用这么高的电压输送电能呢?这是因为采用高压输电,可以减少由于电流热效应导致的电能在输送线路上的损耗.我们知道,输电线上损耗的功率P损=I2R线 , 而输电导线的电阻R线很难大幅度减小,所以只能减小输电电流I.发电站的输出功率等于输出电压和输出电流的乘积,即P=UI.如果发电站输出功率不变,若要减小输出电流,就必须升高输出电压.
远距离高压输电的电压至少需要几十万伏,而大型发电机的电压一般为10~20kV,不符合远距离输电的要求.怎样将发电机产生的电压升高呢?根据电磁感应原理制造的变压器解决了这一难题.图2为某远距离输电的示意图,升先用升压变压器将发电厂发出的交流电压升高到220kV后再送到交流电网上,远距离传输后经一次高压变电站将电压降至110kV,再输送到二次高压变电站将电压降至10kV,然后送到工厂、科研和生活区等目的地,再用低压变压器降至220V供家庭用户使用.
请根据上述材料,回答下列问题: