19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计-2026-2027学年九年级物理下册课时导练B本（人教版）

第19章生活用电 19.3跨学科实践：为家庭电路做设计 项目主题：为家庭电路做设计 项目情境：每个家庭的用电情况是不一样的，假如你家正在准备装修改造，请你根据家里的用 电需求及前面的学习与研究，为家里的家庭电路提出一个简单的设计方案，既能满足当前需求， 又为未来留有余量，确保用电安全和效率。 活动任务一：调查家庭用电总需求 驱动性问题1 1.1、请你结合家里的实际情况，调整并补充下面的表1（如果空间不够，请另准备一张A4纸 进行汇总)。 表1家中所有用电器及其功率 房间 用电器 功率/W 数量/个 客厅 电视机 200 1 空调 2000 1 路由器 10 1 智能摄像头 5 2 插座备用 2200 卧室 厨房 卫生间 答案：本题为开放性实践题，无固定标准答案。以下为参考示例，可根据家庭实际用电设备自 行增删修改： 房间 用电器 功率/W 数量/个 卧室 台灯 40 2 卧室 壁挂空调 1500 2 厨房 电饭煲 1100 1 厨房 微波炉 1000 1 卫生间 电热水器 2000 1 解析：需要实地统计家中所有用电设备，对照电器铭牌准确记录每台用电器的额定功率与设备 数量，完整统计家庭全部用电设备，保证数据真实贴合家庭实际用电情况。 55/108 第19章生活用电 活动任务二：合理规划配电分支回路 驱动性问题2 2.1、通过本章第2节的学习我们了解到，为了能够更加合理、安全地分配电能以及方便用户 操作，可以设置室内配电箱（如图所示），然后根据实际用电需求，将家庭电路规划为若干分 支回路，由配电箱将导线引入各个房间内，进行供电。 西 普 插 座 卧挂 照明 卧空 空 欠压保护器 电保护器 房插座 通插座 通插座 空调插座 电保护 卫生间 关 式空 浴 生间2 照明浴 挂座 挂座 除机 2.2、合理规划的原则是什么呢？根据《住宅设计规范》(GB50096一2011)和《民用建筑电气 设计标准》(GB51348一2019)，家庭电路设计需要遵循以下原则： (1)照明和插座分开设计：照明和插座应分别设计为独立回路，以确保用电安全。 (2)空调单独设计：空调属于大功率设备，通常需要单独设计一个回路，尤其是柜式空调或中 央空调。 (3)厨房和卫生间单独设计：厨房和卫生间的插座需要单独设计回路，因为这些区域的电器（如 微波炉、电水壶、电热水器等)功率较高，且涉及用水，安全性要求更高。 23、根据总负荷（家庭用电总需求量）和供电容量（住宅电力配置标准），合理划分回路数 量。 (1)根据汇总的家用电器功率，计算住宅总用电负荷。为避免家中所有设备同时满负荷运行导 致过载，还需要乘以同时系数(0.6~0.8)修正总负荷。 (2)查找资料了解供电容量。住宅的电力配置标准与房屋面积紧密相关，是根据《中华人民共 和国电力法》及住宅用电的实际需求和安全性要求来制定的。具体而言： ①120m2及以下住宅按8kW配置；②120~150m2住宅按12kW配置；③150m2以上 住宅按16kW配置。 (3)依据上述两组数据合理规划配电分支回路。 56/108 第19章生活用电 不完全举例见表2。 表2家庭电路分支回路功率估算表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 照明分支回路 LED灯(10盏) 10W/盏 0.1kW 普通插座分支回路 电视机(1台)+路由器 0.2kW+0.01kW 0.31kW (1台)+台灯(2盏) +0.1kW 续表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 厨房插座分 电磁炉(1台)+微波炉(1 2kW +1kW 5.5kW(按同时系数 支回路 台)+抽油烟机(1台)+电压 +0.8kW+0.6kW 0.8修正为4.4kW) 力锅(1台)+电饭煲(1台) +1.1kW 卫生间插座 电热水器(1台)+吹风机(1 2kW 1.8kW 3.8kW(按错峰使用 分支回路 台) 修正为2kW) 续表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 空调分支回路1 主卧挂式空调(1台) 1.5kW 1.5kW 空调分支回路2 客厅柜式空调(1台) 3kW 3kW 备用分支回路 预留（如未来智能家居、 洗碗机等) 拓展问题一依据分支回路选择供电导线 驱动性问题3 通过查找资料，综合国家标准及工程实践，按长期安全载流量（电流）推算出铜线在家庭场景 中的规格与功率对照表如表3。 表3 铜线规格/mm2 载流量范围/A 典型应用场景 1.5 8~15 LED照明，小家电 2.5 16~25 普通插座（电视、冰箱） 4.0 25~32 厨房插座、壁挂空调、电热水器 6.0 32~40 入户线、中央空调 请你结合上述信息，根据下面的示例，给自己设计的分支回路挑选合适的供电铜线。 例：厨房分支回路总功率为55kw,1- P5.5×103W 220V =25A,应选用4.0mm2的铜线。 57/108第19章生活用电 19.3跨学科实践：为家庭电路做设计 项目主题：为家庭电路做设计 项目情境：每个家庭的用电情况是不一样的，假如你家正在准备装修改造，请你根据家里的用 电需求及前面的学习与研究，为家里的家庭电路提出一个简单的设计方案，既能满足当前需求， 又为未来留有余量，确保用电安全和效率。 活动任务一：调查家庭用电总需求 驱动性问题1 1.1、请你结合家里的实际情况，调整并补充下面的表1（如果空间不够，请另准备一张A4纸 进行汇总)。 表1家中所有用电器及其功率 房间 用电器 功率/W 数量/个 客厅 电视机 200 1 空调 2000 1 路由器 10 1 智能摄像头 5 2 插座备用 2200 1 卧室 厨房 卫生间 活动任务二：合理规划配电分支回路 驱动性问题2 2.1、通过本章第2节的学习我们了解到，为了能够更加合理、安全地分配电能以及方便用户 操作，可以设置室内配电箱（如图所示），然后根据实际用电需求，将家庭电路规划为若干分 支回路，由配电箱将导线引入各个房间内，进行供电。 次5R州习 过欠压保护器 客厅 漏 总开关 厨房插座 普通插座 插座照明浴 卫生间2 插座照明浴 輯 空 卧空 天 电保护器 通插座 柜式空调 空调插座 电保护 照 间1 1 29/62 第19章生活用电 2.2、合理规划的原则是什么呢？根据《住宅设计规范》(GB50096一2011)和《民用建筑电气 设计标准》(GB51348一-2019)，家庭电路设计需要遵循以下原则： (1)照明和插座分开设计：照明和插座应分别设计为独立回路，以确保用电安全。 (2)空调单独设计：空调属于大功率设备，通常需要单独设计一个回路，尤其是柜式空调或中 央空调。 (3)厨房和卫生间单独设计：厨房和卫生间的插座需要单独设计回路，因为这些区域的电器（如 微波炉、电水壶、电热水器等)功率较高，且涉及用水，安全性要求更高。 2.3、根据总负荷（家庭用电总需求量）和供电容量（住宅电力配置标准），合理划分回路数 量。 (1)根据汇总的家用电器功率，计算住宅总用电负荷。为避免家中所有设备同时满负荷运行导 致过载，还需要乘以同时系数（0.6心0.8)修正总负荷。 (2)查找资料了解供电容量。住宅的电力配置标准与房屋面积紧密相关，是根据《中华人民共 和国电力法》及住宅用电的实际需求和安全性要求来制定的。具体而言： ①120m2及以下住宅按8kW配置；②120~150m2住宅按12kW配置；③150m2以上 住宅按16kW配置。 (3)依据上述两组数据合理规划配电分支回路。 不完全举例见表2。 表2家庭电路分支回路功率估算表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 照明分支回路 LED灯(10盏) 10W/盏 0.1kW 普通插座分支回路 电视机(1台)+路由器 0.2kW+0.01kW 0.31kW (1台)+台灯(2盏) +0.1kW 续表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 厨房插座分 电磁炉(1台)+微波炉(1 2kW+1kW 5.5kW(按同时系数 支回路 台)+抽油烟机(1台)+电压 +0.8kW+0.6kW 0.8修正为4.4kW) 力锅(1台)+电饭煲(1台) +1.1kW 卫生间插座 电热水器(1台)+吹风机(1 2kW 1.8kW 3.8kW(按错峰使用 分支回路 台) 修正为2kW) 30/62 第19章生活用电 续表 分支回路 用电器及其数量 单设备功率 总功率估算 空调分支回路1 主卧挂式空调(1台) 1.5kW 1.5kW 空调分支回路2 客厅柜式空调(1台) 3kW 3kW 备用分支回路 预留（如未来智能家居、 洗碗机等) 拓展问题一依据分支回路选择供电导线 驱动性问题3 通过查找资料，综合国家标准及工程实践，按长期安全载流量（电流）推算出铜线在家庭场景 中的规格与功率对照表如表3。 表3 铜线规格/mm2 载流量范围/A 典型应用场景 1.5 8~15 LED照明，小家电 2.5 16~25 普通插座（电视、冰箱） 4.0 25~32 厨房插座、壁挂空调、电热水器 6.0 32~40 入户线、中央空调 请你结合上述信息，根据下面的示例，给自己设计的分支回路挑选合适的供电铜线。 例：厨房分支回路总功率为5.5kW,I= P5.5×103 -=25A，应选用4.0mm2的铜线。 220V 31/62