内容正文:
第十九章 生活用电
第2节 家庭电路中电流过大的原因
人教版 物理 九年级 下册
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我国许多城乡地区进行家庭供电线路的改造,主要内容是把电线换成更粗的,电能表换成标定电流更大的,请你说一说这种改造的必要性。
导入新知
19.2 家庭电路中电流过大的原因/
1. 知道家庭电路中电流过大的两个原因;了解保险丝的材料特点,理解保险丝是如何起保险作用的。
2. 会设计实验来说明电路中电流过大的原因,通过实验探究保险丝在电路中的作用。
素养目标
19.2 家庭电路中电流过大的原因/
根据P =UI,可以得到
家庭电路中的电压是一定的,U = 220V,所以用电器总电功率P 越大,电路中的电流 I 就越大。
家庭电路中的总功率: P = P1+ P2 + …+ Pn
家庭电路中的供电线路、保险装置和电能表都有允许通过的最大电流。若通过的电流超过允许值,会引起线路故障,甚至发生火灾。
知识点 1
家用电器的总功率对家庭电路的影响
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19.2 家庭电路中电流过大的原因/
结论:
用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
用电器的总功率过大,容易发生火灾
点击图片模拟实验
点击图片模拟实验
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19.2 家庭电路中电流过大的原因/
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例题1 炎炎夏日里,明明家新购置了一台1kW的空调。已知他家原有用电器的总功率是1 020W,电能表上标有“220V 10A”的字样。请你通过计算说明:
(1)使用这台空调时,通过它的电流是多少?
(2)从安全用电的角度考虑,明明家的电路是否允许安装这样一台空调?
解:(1)空调接入家庭电路使用,电压为220 V。
I1= = ≈ 4.55 A
P1
U
103 W
220 V
通过这台空调的电流:
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I=I1 +I2=4.55A+4.64A=9.19 A
< 10 A
> 2 020W
P =P1+P2=1 000W+1 020W=2 020W
方法(二) 计算用电器的总功率是否超过电能表允许使用的最大功率
(2)多种解题方法:
方法(一) 计算同时使用所有用电器时的总电流是否超过10A
P0=UI0=220V×10A=2 200W
I2 = = ≈ 4.64 A
P2
U
1 020W
220V
所以,从安全用电的角度考虑,可以安装这样一台空调。
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1. 据报道“某市地铁三号线存在安全事故隐患,整条线路所用电缆偷工减料,各项生产指标都不符合地铁施工标准,电缆线径的实际横截面积小于标称的横截面积,会造成电缆电线的发热过大,可能发生火灾。”请你用学过的物理知识解释存在安全隐患的原因。
答:电缆线径的实际横截面积小于标称的横截面积,导线的横截面积越小,电阻越大。根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和时间一定时,它产生的热量就比较多,电缆的温度就会升高较多,容易引发火灾。
巩固练习
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短路是家庭电路中电流过大的另一个原因。
有时候家庭电路中用电器的总功率并不是很大,但是也会产生电流过大的现象,你认为原因可能是什么?
知识点 2
短路对家庭电路的影响
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19.2 家庭电路中电流过大的原因/
你知道形成家庭电路短路的原因是什么吗?
由于改装电路时不小心,使火线和零线直接连通造成短路;电线绝缘皮破损或烤焦,电线和用电器使用年限过长,绝缘皮破损或老化,也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路。
家庭电路中短路很容易造成火灾。
短路对家庭电路的影响
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为了防止电路中电流过大,发生危险,电路中常常要安装保险丝,以保护用电器或人身安全。
各种保险丝
知识点 3
保险丝的作用
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① 作用:
② 材料:
③ 注意:选用合适规格的熔丝,不能用铜丝或者铁丝代替。
电路中电流过大时,熔丝熔断,自动切断电路,起到保护作用。
熔丝由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成。
插入式保险盒
保险丝的额定电流应等于或稍大于电路中最大正常工作时的电流。
④ 选择:
家庭电路中的所有用电器都工作时的电流
利用了电流的热效应。
保险丝的作用及选择
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19.2 家庭电路中电流过大的原因/
新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝,而用起保险作用的空气开关代替。
室内配电盘
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19.2 家庭电路中电流过大的原因/
例题2 在装有额定电流为20A的保险丝的家庭电路中