师:同学们好,今天我们来学习沪粤版九年级下册物理第18章第一节家庭电路的有关知识。每当夜幕降临,万家灯火亮起,点亮了城市和道路。这美丽的灯火夜景,正是我们学过的电能知识的体现。但生活中有时会出现触电、电路失火等现象,为避免这些,我们该如何安全用电呢?现在,就让我们一起来探索学习。
首先,我们来了解家庭电路的组成。家庭电路由供电线路、进户线、用电器、开关、保险装置、灯座、插座、导线等构成。下面,我们详细介绍各组成部分及其作用。
先看进户线,这是家庭电路的起始部分。从简化电路图可见,进入家庭电路的是两根进户线,它们颜色不同,红色代表火线,蓝色代表零线。接着是电能表、闸刀开关和保险装置(即熔断器),之后便是用电器部分。
第一,两根进户线提供电源,由火线和零线组成,火线与零线间电压为220V,这就是家庭电路电压。零线通常不带电,与大地之间无电压,而火线与大地间电压是220V。
第二,电能表用于测量家里所有用电器消耗的电能,其使用在之前第15章已详细介绍,此处不再赘述。
接下来这个部分很关键,它时刻保护着家庭电路中用电器的安全,是什么呢?我们先通过一段视频了解。
(视频内容:夏天夜晚,小胖子在家吹空调、玩电脑,爸爸吹头发,厨房烧水。突然“啪”一声跳闸,一切断电。小胖子用手电检查,发现总开关自动断开。为何会这样?重返现场可知,各种用电器全开,空调功率1千瓦,电脑100瓦,热水壶1500瓦,吹风机2千瓦。根据电功率公式P = UI变形可得I = P÷U,家庭电路电压220伏恒定,总功率这么大,电流就爆表了。电流一旦超过某值,总开关自动断开。所以,用电器总功率过大是家庭电路电流过大的原因之一。小胖子吸取教训,少开电器,刚打开一个破旧电风扇,又跳闸了。这是因为短路,破旧电风扇电线绝缘皮破损,可能使火线和零线直接连通,变成短路。由于导线电阻小,220伏电压直接加在导线上,电流巨大。所以,发生短路是家庭电路电流过大的另一个原因。)
电流过大危害很大,如果电流过大,导线短时间会产生大量热,易引发火灾,必须有保护措施。小胖子家使用的是空气开关,电流过大时自动跳闸。以前常用保险丝,保险丝接在进户的火线上,是电阻较大、熔点较低的导线。当通过保险丝的电流超过额定电流达到熔断电流时,保险丝熔断,切断电路,避免火灾发生。所以,保险丝的熔断电流应比家庭电路额定电流略大些。铁丝和铜丝熔点高,着火了都不融化,不能代替保险丝。总结来说,家庭电路中总功率过大和短路都会使电流过大,要合理选择保险丝。
这个重要部分就是保险装置,也叫熔断器。当电路电流过大,超过熔断器规定最大值时,它自动切断电路,保护电路和用电器。现在家庭常见的熔断器叫自动空气开关,能自动感应电流过大并切断电路。
保险盒和电能表都安装在家庭电路干路上,且接在干线火线上,尤其是保险盒,必须接在火线上。灯座、插座等用电器并联在供电线路上,开关与灯座串联。生活中的插座有两孔和三孔之分,两孔插座一个孔接零线,一个孔接火线;三孔插座安装要求更严格,左孔接零线,右孔接火线,中间孔(上面孔)接地线。三孔插座对应家里大功率用电器的三角插头,三角插头两个角接用电部分,最上面的角接入三孔插座中间孔,此孔接地线,同时该角与家用电器外壳相连。电路漏电导致家用电器金属外壳带电时,外壳多余的电可通过三角插头最上面角、三孔插座上面孔流入大地,这样人体触碰金属外壳也不会触电。
家庭电路还有个重要组成部分——漏电保护器。从外表看,它和自动空气开关相似,但实际不同。电路发生漏电时,漏电保护器自动断开,保护电路。
最后是开关,开关有总开关和分开关。总开关即闸刀开关,一般安装在电能表后面、保险盒前面,且必须接在干线火线上。需要更换用电器或检查维修电路时,切断总开关,可安全操作。分开关与用电器串联,不管总开关还是分开关,都必须接在火线上。同学们想想为什么?因为开关接在火线上,断开开关时,首先与火线断开,即使碰到用电器金属部分,因已与火线断开,用电器只与零线相连,人体也不会触电。若开关接在零线上,断开开关,用电器仍带电,人体触碰金属外壳易触电,所以开关安装有此要求。
以上介绍了家庭电路的组成部分,像电能表、保险盒、闸刀开关、灯座、插座等都接在两根进户线上,即火线和零线。我们可通过颜色区分,但生活中进户线常埋在墙里,无法通过颜色辨别。同学们想想,怎么辨别火线和零线呢?
对了,用测电笔。同学们先阅读书本39页,了解测电笔构造和使用。
(同学们阅读后)通过阅读,我们知道测电笔由金属体笔尖、高值电阻、氖管以及金属体笔尾组成。怎么用测电笔辨别火线和零线呢?我们通过一段视频学习。
