三、电能的输送

从发电站发出的电能，要经过输电线送到用电的地方．图 12—6 是电能输送的示意图．从发电站发出的电能，先经过变压器把电压升高，用高压电输送到远方的用户附近，再经过变压器把电压降低，供给用户使用．为什么远距离输电要用高电压呢？

■图 12—6 电能输送的示意图

我们知道，导线是有电阻的．实验室里的实验电路，以至家庭电路， 导线不长，电阻很小．横截面积 1 毫米 2 的铝导线，1 米长，电阻只有 0．029 欧．导线的电阻比用电器的电阻小得多，可以略去不计．可是实际的输电线很长，例如河南平顶山至湖北武昌的高压输电线路长 600 多千米，一条

长 600 千米、横截面积 1 厘米 2 的铝导线，电阻约为 170 欧．这么长的输电线，它的电阻就不能不考虑了．就是因为输电线有电阻，才产生了高压输电的问题．

从焦耳定律知道，电流通过导线要发热．长 600 千米、横截面积 1 厘

米 2 的铝导线，即使通过 10 安的电流，每年产生的热量也达5.4×1010 焦．这么多热量散失到大气中，白白损失了．怎么办呢？按照焦耳定律，

1产生的热量与电流的平方成正比．如果把电流减小到原来的 ，损失

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的电能就降为原来的 ；把电流减小到原来的 ，损失的电能就降为原

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来的 ．可见，减小输电电流是减小电能损失的有效办法．

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可是，要用这个办法减小电能损失，就要提高输电的电压．为什么呢？ 比如我们用 10 千伏的电压输电，输电电流是 100 安．输送的功率就是 1000

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千瓦．如果输电电压不变，电流减小到原来的 ，输送的功率也要相应

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地减小为原来的 ，即500千瓦．输送功率过小，就没有实际意义了．既

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要减小电能在输电线上的损失，又要不减小输送功率，那就只能提高输电电压了．把输电电压提高一倍，即用 20 千伏的电压输电，同时把电流减小

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到原来的 ，即50安，那么，输送功率仍为1000千瓦，而电能损失却减小

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为原来的4 ．这就是为什么要用高压输电的道理．

输送电能要升高电压，而用户却不适宜用高压电，因为高压电太危险， 而且制造适于高电压的用电器又很困难，因此到用户处要把电压降下来， 如给家庭电路供电要降到 220 伏，变压器（图 12—7）就是能把交流电的电压升高或者降低的装置．

■图 12—7 甲：发电站用来升压的变压器．乙：用户附近用来降压的变压器．

我国远距离输电的电压有 110 千伏、220 千伏、330 千伏，近年还建成了 500 千伏的超高压输电线路．国外还建有 1150 千伏的试验性超高压输电线路．

输电是输送能量的一种方式．如果我们把输电和运煤比较一下，就可以看出输电的优越性．我国山西大同到北京的 500 千伏超高压输电线路， 输送功率约为 200 万千瓦．按燃烧值为 2．93×107 焦/千克的标准煤来折合，这相当于每天运输 5900 吨煤．一节火车货车装 60 吨煤，每天要用 99 节货车才行．

■图 12—8 山西大同到北京的输电线路，功率约为 200 万千瓦．这相当于每天运输多少节货车的煤？