[实用新型]远距离输送电能的演示实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种远距离输送电能的实验装置，具体涉及的是2003年第1版，2005年4月第7次印刷的，经全国中学教材审定委员会2002年审查通过的，由人民教育出版社、人民教育出版社物理室编著的，人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书《必修加选修》第二册，课本第224-227页的第十七章《交变电流》中“电能的输送”一节的实验装置。

背景技术

教材中所编排的图中所示是一幅摸拟图，而现有的实验装置是通过两对输电线路上用电器(小灯泡)亮暗对比进行的，且在每对普通导线上接了一只4.7欧姆的电阻，实验效果虽然明显的，但这与教学要求相比存在着明显的不足之处。

1.原有实验装置分两组进行，且在每对普通导线上都加了一只4.7Ω的电阻，缺乏输电线路上电阻随距离变化的真实感。

2.原有的实验装置虽然比较好地解决了为什么要进行高压输送的目的，但没有说明高压输送有哪些危害，以及到达用户后为什么还要进行降压以及所降的电压与用户的匹配。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是：通过实验演示能够使学生明确：1、远距离输电线路上的电阻是怎样变化的；2、为什么要高压输电；3、高压输电后，到了用户为什么还要降压，以及如何降压；4、高压输电的危险性。

1、本实用新型要解决的问题是这样实现的：一种远距离输送电能的演示实验装置，包括底板，置于底板上的电线杆，电线杆上有两根导电线，两根导电线的两端分别连接着置于底板上的两变压器，其中与电源连接的为升压变压器，与输出端连接的为降压变压器，所述两根导电线为电阻线，有一带导电线的小灯炮通过导电线横跨悬挂于所述的两根电阻线上并且与所述两根电阻线裸接，而且所述带导电线的小灯炮与所述两根电阻线裸接处可在所述电阻线上平移滑动。

由于采用了上述方案：1、利用横跨悬挂于所述的两根电阻线上的带导电线的小灯炮亮度变化来说明输电线路上的电阻变化；2、由于两根电阻线上的电阻较大，电能不能远距离输送，所以必须采取其他办法——即高压输送；3、利用横跨悬挂于所述的两根电阻线上的带导电线的小灯炮的烧坏来说明高压输电的危险性；4、利用横跨悬挂于所述的两根电阻线上的带导电线的小灯炮的烧坏来说明高压输电为什么要降压，以及与用户用电器的匹配。

由于采用了上述技术方案，在同一组输电线路上做实验，不但节简材料，更具有真实性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为教材中所编排的一种远距离输送电能的实验装置的实验装置示意图。

图2为本实用新型的一种远距离输送电能的实验装置的实验装置示意图。

图中：1、降压变压器 2、导电线或电阻线 3、升压变压器 4、带导电线的小灯炮

具体实施方式

在图1中，原来的电能远距离输电的实验装置示意图，用一组变压，一组不变压两组实验装置，在每组实验装置的其中一根导电线2上加了4.7Ω电阻后，通过对比方式来说明为什么要进行远距离输电的。但与教材中教学要求上存在明显的不足之处。

在图2中，按图2所示安装好实验器材，用6.3V带导电线的小灯炮4直接接在交流6V电源上，观看带导电线的小灯炮4正常发光时的亮度；先断开电阻线2与降压变压器1的连接，然后把交流6V的电源直接接在升压变压器3的输出端，把带导电线的小灯炮4的两根硬导电线横跨在电阻线2上，并尽量靠近电源一端，发现带导电线的小灯炮4还能正常发光，当带导电线的小灯炮4缓慢远离电源一端时，带导电线的小灯炮4亮度慢慢变暗，直至不亮。这说明远距离输电线路上的电阻随着距离增大而增大，如果不采取其它办法，远距离电能的输送就不可能实现，通过理论分析，任何输电线路都有电阻，在电能输送过程中，就有电能量的损失，设输电电流为I，输电线的电阻为R，则线路上的电功率的损失为ΔP＝I²R--(1)，这一部分电能转换为热能而损耗掉。从(1)式看，要减少线路中的电能损失，有两种办法，一是减少电阻，根据电阻定律，必须加大导线的横截面积，这就要多消耗金属材料，输电线太重，该办法不理想。二是减少电流I，因为损耗与I²成正比，只要我们用升压变压器3，提高电压减少电流，就可达到电能的远距离输送减少线路的电功率损耗的目的。