淺談?shì)斪冸娂夹g(shù)的高中電學(xué)基礎(chǔ)

董潤(rùn)澤

（山東省新泰市第一中學(xué)，新泰 271200）

高中物理知識(shí)體系涵蓋了聲、光、熱、電、力五大板塊，電學(xué)部分是電氣工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)知識(shí)，而大學(xué)電氣工程專業(yè)的知識(shí)也大多從高中電學(xué)知識(shí)體系上進(jìn)行延伸和拓展。其中輸變電技術(shù)是電氣重要的技術(shù)之一，保障社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的電力需求，因此，在進(jìn)行高中電學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，可適當(dāng)與輸送變電技術(shù)進(jìn)行融合理解，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的應(yīng)用度和廣闊性。

1 認(rèn)識(shí)輸變電技術(shù)

輸送變電[1]，顧名思義，輸電、送電與變電，指的是電廠向電網(wǎng)的遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，需要將低壓升為高壓，電網(wǎng)向用戶送電時(shí)，需要將高壓降為低壓，這期間涉及到的各項(xiàng)技術(shù)便為輸變電技術(shù)、送變電技術(shù)。

圖1 輸、送變電技術(shù)

2 輸送變電技術(shù)中蘊(yùn)含的高中電學(xué)知識(shí)

2.1 遠(yuǎn)距離輸電

我們都知道，家中和學(xué)校的供電電壓均為220V，也就是普通用戶的電壓為220V，但電力在從電廠、經(jīng)過(guò)電網(wǎng)輸送到普通用戶端時(shí)，如果采用220V，線路的損耗將非常大。這是因?yàn)楫?dāng)線路電壓較低時(shí)，根據(jù)交流電UI的比例，電流就會(huì)相對(duì)較高。當(dāng)線路中的電流高時(shí)，一是損失了大多數(shù)的電能，二是其過(guò)程中的產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生危害。因此，電廠的電需要經(jīng)過(guò)升壓變電站，進(jìn)行升壓，以節(jié)約電能。這類情境經(jīng)常出現(xiàn)在物理習(xí)題中，如下圖為遠(yuǎn)距離輸電模型。分析思路：發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線→降壓變壓器→用電器。

這類題目通常需要計(jì)算輸電線上的電流，電路損耗，升變壓器、降變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比等，這需要我們理解遠(yuǎn)距離輸電模型，認(rèn)識(shí)導(dǎo)線的電壓損失、功率損失及其降低輸電損耗的途徑等。

圖2 遠(yuǎn)距離輸電模型

2.2 輸送線路接地電阻測(cè)量

電力能源在進(jìn)行高壓輸送時(shí)，需要技術(shù)人員對(duì)輸電線路進(jìn)行巡視維護(hù)，做好預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)措施，確保線路安全運(yùn)行。其中有一項(xiàng)防護(hù)措施便是防雷擊，雷雨天氣下，如果輸電設(shè)備遭到雷擊，很容易導(dǎo)致斷路、短路，從而影響供電質(zhì)量、供電安全，因此，做好預(yù)防措施是重中之重。目前常見的預(yù)防措施有接地電阻測(cè)量、避雷針帶電檢測(cè)等，這需要技術(shù)人員熟悉電氣接地的設(shè)計(jì)、直流輸電系統(tǒng)接地的基本要求、接地電阻、接觸電位差、跨步電位差的計(jì)算等。而在高中物理電學(xué)部分，我們已接觸到了許多涉及生活實(shí)際的物理電路以及電阻測(cè)量的常見方法。

表1 輸電線路設(shè)備常見的接地電阻測(cè)量方式

3 結(jié)束語(yǔ)

輸變電技術(shù)與我們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，輸變電運(yùn)維能力在供電安全質(zhì)量方面責(zé)任重大。高中電學(xué)知識(shí)既是輸變電等電氣技術(shù)的基礎(chǔ)，在電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)上，可以逐漸感知電氣技術(shù)的基礎(chǔ)理論及其相關(guān)運(yùn)用，延伸至對(duì)電氣技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的拓展學(xué)習(xí)，解決實(shí)際問(wèn)題！