第九講第二節(jié)家庭電路

第九講：電路第二節(jié)——家庭電路一、家庭電路的組成1、家庭電路的組成：主要組成部分有進(jìn)戶線、電能表、總開關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器、導(dǎo)線等。如圖所示。2、家庭電路各部分的作用及連接方法（1）進(jìn)戶線：一根叫火線，另一根叫零線，火線和零線之間有220V電壓，它們構(gòu)成家庭電路的電源（火線和大地間有220V電壓，零線和大地間沒有電壓）。（2）電能表：其作用是測量用戶在一定時(shí)間內(nèi)消耗的電能，裝在干路上。電能表的銘牌標(biāo)有電壓值U和電流值I，電路中可使用的用電器的總功率P≤UI。（3）總開關(guān)：其作用是控制整個(gè)家庭電路的通斷，裝在干路上。安裝閘刀開關(guān)時(shí)，上端為靜觸頭，接輸入導(dǎo)線，切不可倒裝。（4）熔斷器和斷路器：A、熔斷器工作原理：限制家庭電路中電流過大，當(dāng)電流過大時(shí)保險(xiǎn)發(fā)熱自行熔斷，從而切斷電路。B、熔斷器的種類：封閉管式熔斷器，俗稱保險(xiǎn)管。敞開插入式熔斷器，俗稱保險(xiǎn)盒。C、保險(xiǎn)絲：保險(xiǎn)是由電阻率大、熔點(diǎn)低的合金制成。保險(xiǎn)絲的選擇原則：保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于電路中正常工作的電流。D、保險(xiǎn)絲：a、保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的，電阻比較大，熔點(diǎn)比較低；b、當(dāng)電路中的電流過大時(shí)能自動(dòng)熔斷而切斷電路，起保險(xiǎn)作用；c、保險(xiǎn)絲應(yīng)串聯(lián)在電路中，絕對不允許用鐵絲、銅絲代替保險(xiǎn)絲；d、保險(xiǎn)絲的選擇原則是保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于電路中最大正常工作電流。說明：在實(shí)際生活中有些地區(qū)已經(jīng)用空氣開關(guān)取代了保險(xiǎn)絲，其作用是相似的。當(dāng)電路中電流過大時(shí)，空氣開關(guān)能自動(dòng)斷開（俗稱“跳閘”），以保護(hù)電路。（5）插座：給可移動(dòng)的家用電器供電，插座應(yīng)并聯(lián)在電路中，插座可分為兩孔插座和三孔插座。三孔插座中一個(gè)孔應(yīng)接地(見圖1832)。（6）開關(guān)：可以控制所在電路的通斷，開關(guān)應(yīng)和被控制的用電器串聯(lián)。（7）用電器：直接利用電能工作的器件，各個(gè)用電器應(yīng)并聯(lián)接入電路。二、試電筆1、試電筆是用來辨別火線和零線的工具。構(gòu)造：由筆尖金屬體、大電阻、氖管、彈簧和筆尾金屬體等組成。如圖所示。2、使用時(shí)，用手接觸筆尾金屬體，如圖所示。將筆尖接觸被測電路，若碰到的是火線，則氖管發(fā)光；若碰到的是零線，則氖管就不會(huì)發(fā)光。三、避雷針避雷針是針狀金屬物，裝在建筑物的頂端，用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板相連，以保持與大地的良好接觸。當(dāng)帶電云層接近時(shí)，大地中的異種電荷被吸引至避雷針的尖端，并由于尖端放電而釋放到空氣中，與云層中的電荷中和，達(dá)到避雷的目的。高壓輸電線最上面的兩條導(dǎo)線也是用來防雷的。四、家庭電路中電流過大的原因1、發(fā)生短路，即火線和零線直接連接。例如，電線絕緣皮刮破、老化，連接線路時(shí)不小心等情況造成火線、零線直接連接；連接用電器時(shí)發(fā)生短路等。2、用電器的總功率過大。例如，居民樓里電爐子、電暖氣、微波爐等大功率的用電器插在一個(gè)插座上讓它們同時(shí)工作，導(dǎo)致電流過大燒毀保險(xiǎn)絲或造成跳閘等。五、家庭電路的安裝為用電安全，家庭電路的安裝要遵循以下幾項(xiàng)原則：1、開關(guān)應(yīng)先接在火線上再與用電器串聯(lián)；大功率用電器的保險(xiǎn)盒應(yīng)接在火線上，不能接在零線上。2、火線不能直接接入燈座，必須先經(jīng)過保險(xiǎn)絲、開關(guān)后才能接入。3、螺口燈座的螺旋套只允許接在零線上，絕不允許接在火線上，因?yàn)檎Ｇ闆r下，零線是接地的，對地沒有電壓，所以在裝卸燈泡時(shí)，人們不慎碰到燈泡的螺旋也不會(huì)發(fā)生觸電事故。4、三孔插座的接線方法：左零右火上接地。(如圖)口訣：火線零線并排走，零線直接進(jìn)燈口?；鹁€接上熔斷器，通過開關(guān)進(jìn)燈頭。六、過載過載是指電路中同時(shí)工作的用電器過多，導(dǎo)致線路總電流超過額定值的現(xiàn)象。過載容易引起導(dǎo)線、開關(guān)、插座等過熱，會(huì)加速絕緣材料老化或燒壞保險(xiǎn)絲，甚至引發(fā)事故。七、觸電1、低壓觸電(家庭電路觸電)（1）觸電原因：家庭電路中的觸電事故，大多數(shù)是人體直接或間接接觸火線，有過大電流通過人體造成的。（2）家庭電路觸電的兩種形式：①單線觸電：站在地上的人觸到火線，則電流由火線進(jìn)人人體，流到大地形成回路，造成觸電事故。如圖甲所示。②雙線觸電：站在絕緣體上的人若同時(shí)觸到火線和零線，則電流由火線進(jìn)入人體，再到零線形成回路，造成觸電事故。如圖乙所示。2、高壓觸電高壓觸電有兩種形式：（1）高壓電弧觸電：當(dāng)人體靠近高壓帶電體一定距離時(shí)，高壓帶電體和人體間發(fā)生放電現(xiàn)象，電流通過人體，造成高壓電弧觸電。（2）跨步電壓觸電：高壓輸電線落在地上，地面上與電線斷頭距離不同的各點(diǎn)存在電壓，當(dāng)人走近斷頭時(shí)，兩腳位于離斷頭遠(yuǎn)近不同的位置上，因而有了電壓差(跨步電壓)，這時(shí)電流通過人體，造成跨步電壓觸電，如圖所示。3、觸電的急救措施（1）首先要切斷電源(拉總開關(guān))，在無法切斷電源的情況下，用絕緣的干木棍、竹竿等絕緣體將電線挑開，使人體與帶電體分離。如果觸電者未脫離電源前，救護(hù)人員貿(mào)然用手直接去拉觸電者，則不但不能救人，自己反而也會(huì)觸電。（2）將人體與帶電體分開后，進(jìn)行現(xiàn)場搶救或撥打求救。（3）如果用電時(shí)引起火災(zāi)，要先切斷電源，絕不能向帶電體潑水救火。八、安全用電常識(shí)安裝和使用用電器時(shí)，必須注意防止發(fā)生觸電或引起火災(zāi)。1、當(dāng)人體中通過的電流超過30mA時(shí)，便會(huì)使人感到劇痛甚至神經(jīng)麻痹、呼吸困難，有生命危險(xiǎn)。達(dá)到100mA，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成窒息、心跳停止。經(jīng)驗(yàn)證明：一般隋況下，只有不高于36V的電壓才是安全的。但在潮濕環(huán)境中，安全電壓應(yīng)在24V甚至12V以下。2、安全用電原則(1)將插頭插人插座時(shí)，手不要接觸金屬插腳；(2)不要用濕的手觸摸電器、插座和開關(guān)；(3)防止電線的絕緣層老化或破損；(4)不要在高壓線旁釣魚或放風(fēng)箏；(5)不要使插座超負(fù)荷；(6)避免在浴室中使用電器；(7)導(dǎo)線旁不要放發(fā)熱物體；(8)不要同時(shí)使用大量大功率用電器。九、怎樣分清地線、火線和零線低壓供電線路由兩根電線（火線和零線）與家庭電路相連。火線和零線之間有220V電壓，火線與大地之間也有220V電壓。在三孔插座中有一根電線將家用電器外殼與大地相連，這根線稱為地線，雖然在正常情況下地線和零線之間沒有電壓，但絕不能將地線和零線接通，否則容易造成觸電事故。用試電筆接觸火線時(shí)，試電筆的氖管發(fā)光，接觸零線和地線時(shí)，正常情況下氖管不發(fā)光。如果發(fā)光了，前者說明零線斷路，后者說明有的用電器的外殼帶了電。知識(shí)鞏固練一、選擇題1、如圖是一種住宅戶內(nèi)的配電系統(tǒng)，關(guān)于該系統(tǒng)，下列說法中正確的是()A.1處安裝電能表，2.、3、4處安裝空氣開關(guān)，5處安裝漏電保護(hù)器B.1處安裝電能表，2處安裝漏電保護(hù)器，3、4、5處安裝空氣開關(guān)C.1處安裝漏電保護(hù)器，2處安裝電能表，3、4、5處安裝空氣開關(guān)D.1處安裝電能表，2、4、5處安裝空氣開關(guān)，3處安裝漏電保護(hù)器【答案】A【解析】本題主要考查家庭線路的組裝。根據(jù)電路的組成可知，家庭電路的連接要按照進(jìn)戶線→電能表→總空氣開關(guān)及漏電保護(hù)開關(guān)→用電器的安裝順序；即在1位置安裝電能表，在2、3、4位置應(yīng)安裝空氣開關(guān)，可以在電流過大時(shí)自動(dòng)斷開開關(guān)以保護(hù)電路安全，此處的火線不容易接觸到，故不安裝漏電保護(hù)器；在5位置應(yīng)安裝漏電保護(hù)器，當(dāng)該處的用電器發(fā)生漏電時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷電源，保證了人體的安全，故A正確。2、如圖為測電筆的結(jié)構(gòu)及使用方法。下列說法正確的是（）A.測電筆可以判斷物體是帶正電還是帶負(fù)電B.若氖管發(fā)光，說明人體成為了電流的通路C.筆尖、電阻和氖管是導(dǎo)體，外殼、彈簧和筆卡是絕緣體D.在兩種使用測電筆的方法中，甲是正確的，乙是錯(cuò)誤的【答案】B【解析】A.測電筆的用途是辨別火線和零線，不能判斷物體是帶正電還是帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；B.若氖管發(fā)光，說明測電筆接觸的是火線，電流需要經(jīng)過人體形成回路，即人體成為了電流的通路(但電流很小)，故B正確；C.筆尖、電阻、氖管、彈簧和筆卡是導(dǎo)體，外殼是絕緣體，故C錯(cuò)誤；D.在兩種使用測電筆的方法中，手指要接觸測電筆尾部的金屬體(或筆卡)，甲圖手沒有接觸筆卡，使用方法錯(cuò)誤，乙圖手接觸了筆卡，使用方法正確，故D錯(cuò)誤。3、某學(xué)校文藝會(huì)演時(shí)，科學(xué)組的老師給大家表演了一個(gè)“不怕電”的節(jié)目(請勿模仿).首先王老師將一盞白熾電燈接到兩導(dǎo)線頭M、N之間，燈泡正常發(fā)光.隨后將燈泡取下，王老師站到干燥的木凳上后，左、右手分別抓住M、N兩導(dǎo)線頭(如圖).李老師用測電筆分別測試M、N及王老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管都發(fā)光，而王老師卻談笑自如.對以上現(xiàn)象的解釋，你認(rèn)為正確的是（）A.王老師有特異功能，確實(shí)不怕電B.王老師的雙手戴著絕緣手套C.在人、燈替換之時(shí)，有人將零線斷開了D.在人、燈替換之時(shí)，有人將火線斷開了【答案】C【解析】選項(xiàng)B中王老師的雙手如果戴著絕緣手套相當(dāng)于M、N兩導(dǎo)線頭之間斷路，用測電筆測N導(dǎo)線頭不可能使氛管發(fā)光，與題意不符；選項(xiàng)D中將火線斷開，用測電筆測不可能使氛管發(fā)光，與題意不符；選項(xiàng)C中將零線斷開，此時(shí)人體仍與火線相通，因此用測電筆測M、N兩導(dǎo)線頭都能使氛管發(fā)光。4、關(guān)于安全用電，下列做法中正確的是()A.更換燈泡時(shí)先斷開電源開關(guān)B.在高壓線下放風(fēng)箏C.家用電器電線絕緣皮破損了仍繼續(xù)使用D.用濕布擦拭正在工作的電視機(jī)【答案】A【解析】本題考查生活中的用電安全。為了防止觸電事故的發(fā)生，我們必須懂得并遵守安全用電的原則。A.更換燈泡、搬動(dòng)電器時(shí)容易碰到金屬部分，切斷電源可以保證金屬部分不帶電，符合安全用電原則；B.高壓線的電壓很高，在其旁邊放風(fēng)箏，風(fēng)箏容易掛到高壓線上，很有可能會(huì)發(fā)生導(dǎo)電，使得放風(fēng)箏的人觸電，不符合安全用電原則；G.使用電線絕緣皮破損的用電器，易引發(fā)觸電事故，不符合安全用電原則；D.水是電的導(dǎo)體，用濕布擦帶電的用電器時(shí)，可能會(huì)因濕布導(dǎo)電而發(fā)生觸電事故，不符哈安全角申原則。5、如圖是家庭電路示意圖。下列說法中正確的是()。A.電能表示數(shù)的單位是千瓦B.與開關(guān)S直接相連的導(dǎo)線a是零線C.若在導(dǎo)線a和b之間接一個(gè)燈泡L1，則L1與L串聯(lián)D.若c處斷開，洗衣機(jī)插頭插入插座，洗衣機(jī)雖能工作但有安全隱患【答案】D【解析】考查家庭電路的設(shè)計(jì)與評價(jià)。A項(xiàng)、電能表是用來測量消耗電能多少的儀表，示數(shù)單位是kW·h，俗稱度，錯(cuò)誤；B項(xiàng)、家庭電路中，為了安全，開關(guān)S要接在火線和用電器之間，因此與開關(guān)S直接相連的導(dǎo)線a是火線，錯(cuò)誤；C項(xiàng)、家庭電路中，各電器之間是并聯(lián)的，若在導(dǎo)線a和b之間接一個(gè)燈泡L1，則L1與L并聯(lián)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)、若c處斷開，洗衣機(jī)插頭插入插座，洗衣機(jī)能工作，但外殼沒有接地，若外殼漏電，較強(qiáng)的電流通過人體，會(huì)對人體造成傷害，正確。6、如圖所示是正常家庭電路的一部分。下列說法正確的是()。A.導(dǎo)線B與大地之間的電壓為220VB.測電筆先后插入插座的左右插孔，氖管都發(fā)光C.電冰箱的插頭插入三孔插座能使電冰箱的金屬外殼接地D.斷開開關(guān)S后，站在地上的人接觸a點(diǎn)或b點(diǎn)一定不會(huì)觸電【答案】C【解析】由圖知，開關(guān)接在導(dǎo)線A上，所以A是火線，B是零線，A、火線和零線間的電壓為220V，零線和大地之間的電壓為0，導(dǎo)線B與大地之間的電壓為0，故A錯(cuò)誤；B、插座的左孔接零線，右孔接火線，所以測電筆插入插座的左氖管不發(fā)光，插入插座的右插孔氖管發(fā)光，故B錯(cuò)誤；C、三孔插座已接地，當(dāng)電冰箱的插頭插入三孔插座能使電冰箱的金屬外殼接地，這樣能，防止金屬外殼的用電器漏電發(fā)生觸電事故，故C正確；D、由圖可知，開關(guān)S斷開時(shí)，雖然燈泡不發(fā)光，但火線沒有被切斷，所以人接觸a點(diǎn)會(huì)觸電，b在零線上，所以接觸b點(diǎn)不會(huì)發(fā)生觸電事故，故D錯(cuò)誤。7、家用漏電保護(hù)器是在用電器發(fā)生漏電故障或人體觸電時(shí)實(shí)施保護(hù)的設(shè)備，家庭電路漏電時(shí)，通過火線與零線的電流不相等，漏電保護(hù)器中有一特殊裝置(在圖中虛線框內(nèi)，未畫出)檢測到這一差異后，便切斷電源，起到保護(hù)作用，漏電保護(hù)器中還有試驗(yàn)電路，由一只開關(guān)S與電阻R組成，閉合開關(guān)S就能模擬漏電情形，試驗(yàn)電路的連接符合要求的是()?！敬鸢浮緾【解析】AB、閉合開關(guān)S時(shí)，通過虛線框內(nèi)火線和零線的電流相等，此時(shí)無法模擬漏電情形，故AB不正確；C、閉合開關(guān)時(shí)，通過虛線框內(nèi)火線的電流小于通過該裝置零線的電流，可以模擬漏電情形，故C正確；D、閉合開關(guān)時(shí)，虛線框內(nèi)火線電流仍然等于零線電流，因?yàn)閷?dǎo)線將電阻R短路，所以閉合開關(guān)不影響電路，故D不正確。二、填空題8、電工師傅常用一只額定電壓為220V的燈泡L0(檢驗(yàn)燈泡)取代保險(xiǎn)絲來檢查新安裝的照明電路中每個(gè)支路的情況，如圖所示.當(dāng)S閉合后，再分別閉合S1、S2、S3(每次只能閉合其中之一)時(shí)，可能出現(xiàn)以下三種情況，試判斷(填“短路”斷路”或“正?！?：（1）L0不亮，說明該支路。（2）L0正常發(fā)光，說明該支路。（3）L0發(fā)光呈暗紅色，說明該支路?！敬鸢浮?1)斷路(2)短路(3)正常【解析】L0連入電路，每次閉合一個(gè)開關(guān)時(shí)，和連通電路的燈泡處于串聯(lián)狀態(tài).L0不亮，說明零線與火線之間出現(xiàn)斷路，即該支路斷路；L0正常發(fā)光，說明其兩端電壓為220V，所以該支路短路；L0發(fā)光呈暗紅色，說明其兩端電壓不足，因而該支路是正常的，所連燈泡也在發(fā)光，也呈暗紅色。9、如圖所示，閉合開關(guān)，電燈不亮，用試電筆接觸D點(diǎn)時(shí)氖管發(fā)光，接觸E點(diǎn)時(shí)不發(fā)光，說明D、E間。若試電筆接觸A至F各點(diǎn)都發(fā)光，說明。【答案】斷路；進(jìn)戶零線斷路【解析】接觸D點(diǎn)時(shí)氖管發(fā)光，接觸E點(diǎn)時(shí)不發(fā)光，說明火線有電，零線也正常，故是DE之間斷路了；點(diǎn)F在正常情況下，測電筆應(yīng)該不亮，亮了，說明零線斷路了。10、如圖1所示，甲站在干燥的木桌上一只手接觸到火線；乙站在地上一只手用金屬棒按觸到零線；丙站在干燥的木桌上一只手接觸到火線。此時(shí)，丁站在地面上用手去拉丙。則四人中，會(huì)觸電。若圖1中，乙和丙均是如圖2握試電筆與導(dǎo)線接觸，則二人中，的試電筆氖管能發(fā)光?！敬鸢浮勘?；丙?！窘馕觥考渍驹诟稍锏哪咀郎弦恢皇纸佑|到火線，無法形成電流的通路，故不會(huì)發(fā)生觸電；乙站在地上一只手接觸到零線，因此零線與大地之間沒有電壓，因此沒有電流通過人體，不會(huì)發(fā)生觸電；丙站在干燥的木桌上一只手接觸到火線，此時(shí)，丁站在地面上用手去拉丙，這樣電流可以從火線經(jīng)丙、丁導(dǎo)向大地，會(huì)造成丙、丁兩人同時(shí)觸電。故試電筆接觸丙時(shí)，氖管會(huì)發(fā)光。11、在家庭電路中，安全用電很重要。(1)如圖甲所示，是某商店出售的一套電源插座和插頭，請你從安全用電的角度說明，該電器產(chǎn)品不符合安全用電規(guī)則的地方是。(2)使用測電筆可識(shí)別簡單的電路故障。圖乙所示電路中，當(dāng)開關(guān)閉合，電燈不發(fā)光，用測電筆測試a、b、c、d四點(diǎn)，結(jié)果只有b點(diǎn)不發(fā)光，由此可以判斷故障是?！敬鸢浮坎捎脙赡_插頭cb間出現(xiàn)斷路【解析】(1)如圖，插排上是三孔插座，對應(yīng)用三腳插頭，圖上采用兩腳插頭不符合安全用電原則。(2)當(dāng)開關(guān)閉合，電燈不發(fā)光，用測電筆測試a、b、c、d四點(diǎn)，a、c、d三點(diǎn)氖管發(fā)光，說明測電筆接觸火線，只有b點(diǎn)不發(fā)光說明測電筆沒有接觸火線，可以判斷cb間出現(xiàn)斷路。12、如圖所示是小利設(shè)計(jì)的一種限流器原理圖，當(dāng)電流超過限制電流時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電路。（1）當(dāng)電流超過限制電流時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸引過去，勻質(zhì)的金屬桿在彈簧拉力作用下繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電路斷開剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿屬于杠桿。（2）若要把限流器接入家庭電路中，從安全用電角度考慮，應(yīng)該把它接在進(jìn)戶線的線上?！敬鸢浮浚?）省力；（2）火?！窘馕觥浚?）金屬桿可視為杠桿，支點(diǎn)為點(diǎn)，彈簧的拉力為動(dòng)力，的重力為阻力，此時(shí)杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以屬于省力杠桿；（2）為了用電安全，當(dāng)電路斷開時(shí)，防止用電器帶電發(fā)生觸電事故，要把限流器接入家庭電路中進(jìn)戶線的火線上。故答案為：（1）省力；（2）火。三、說理與計(jì)算題13、安全用電至關(guān)重要，請你用生活用電相關(guān)知識(shí)解釋下面兩個(gè)問題。（1）空氣開關(guān)在電流過大時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，造成電流過大的原因是什么？（2）電燈的開關(guān)為什么要接在火線和燈泡之間？【答案】(1)家庭電路中電流過大的原因是短路或用電器總功率過大。(2)在家庭電路中，控制電燈的開關(guān)應(yīng)該接在火線和燈泡之間。只有開關(guān)接在火線與電燈之間，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電路中不但沒有電流通過，而且電燈與火線斷開連接，防止人觸及燈泡與火線構(gòu)成通路，發(fā)生觸電事故?！窘馕觥浚?）家庭電路中電流過大總共有兩個(gè)原因：短路和總功率過大。（2）火線首先接入開關(guān)，然后進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn)；零線直接進(jìn)入燈泡的螺旋套，開關(guān)要接在燈泡和火線之間，斷開開關(guān)，切斷火線，觸及燈泡時(shí)更安全。14、如圖所示是微博上轉(zhuǎn)載的安全用電“三字經(jīng)“漫畫，請你選擇其中的一條用物理知識(shí)說明為什么要這么做。【答案】“裸露