18.2 怎样用电才安全
知识点一 防止过载
家庭电路中电流过大的原因有二:一是过载(用电器的总功率过大),二是电路发生短路。
1.(1)过载实验设计:
在电路中不断并联接入用电器(灯泡),使电路中用电器不断增加,电路中总功率增大,造成过载。
(2)实验电路图:
(3)实验现象:随着接入灯泡的增多,熔丝熔断。
(4)实验现象分析:当并联灯泡增加时,电路中总功率也在增大,由公式I=,其中U不变,I随着P总增大,产生的热量增大,因此电路中的熔丝熔断
2.过载:指电路中同时工作的用电器过多,导致线路总电流超过额定值的现象。
3.过载的危害:过载容易引起导线、开关、插座等处于过热状态,会加速绝缘材料老化或烧坏熔丝(保险丝)甚至引发火灾事故。
4.防止过载的做法:①尽量不要同时使用过多用电器,特别是较大功率的用电器;②设计电路时要做到分路供电,必要时,采用独立供电的方式,即一条线路专供某一大功率的用电器(如空调、电暖器、电热水器等)使用;③设计电路时,应充分估计到电路的总负荷,即假设电路中所有用电器同时工作时的总功率,要与电能表允许消耗的最大功率和导线的规格相匹配。
温馨提示:过载是指电路中同时工作的用电器过多,而总功率P总=P1+P2+…+Pn,由于家庭电路的电压一定,根据I=,电路中使用的用电器的总功率越大,干路中的电流就越大,超过电路允许的最大电流值(额定值),就会引起“跳闸”或烧断熔丝。
知识点二 切莫短路 精练版P33
1.(1)短路实验设计:图中用一根导线与小灯泡并联造成小灯泡短路。
(2)实验电路图
(3)实验现象:熔丝熔断。
(4)实验现象分析:将小灯泡两端并联一根导线后,小灯泡被短路,使电路中电流过大,根据Q=I2Rt知,I增大,产生的热量Q增大,而熔丝的熔点低,因而熔丝熔断。
2.短路:指火线未经用电器直接与零线相接触的现象。
3.短路的危害:火线与零线直接接触时,电路中电阻几乎为零,电流趋向无穷大,瞬间会产生巨大的热量,进而引发事故。
4.造成短路的原因:家庭电路的短路通常是由于装修电路不细心、电线绝缘皮破损、绝缘皮老化、用电器发生故障等,使火线和零线直接连通造成的。
温馨提示:发生短路时,因为导线的电阻很小,家庭电路的电压为220V,所以根据欧姆定律I=,短路时电路中的电流非常大,会烧断熔丝,甚至引发火灾。
例1 利用电流的热效应,家庭电路中加入了熔丝。
(1)家庭电路中的熔丝熔断,可能的原因是________(填写序号):①使用的用电器总功率过大;②拉线开关中两根导线的线头相碰了;③插座中的两根导线的线头相碰了;④灯丝烧断了。
(2)熔丝是由铅锑合金制成的,其电阻较大、熔点较____________;同一个家庭电路中,熔丝__________(选填“太粗”或“太细”)容易断,理由是________________________________________________________。
解析:(1)①电路中增加了大功率的用电器,导致电路的总功率过大,根据I=,造成电路电流过大,容易使熔丝熔断,符合题意;②开关闭合,就是为了使电路接通,所以在电路正常时,开关中的两个线头相碰不会造成熔丝熔断,不符合题意;③插座中的两个线头相碰,导致电路中的火线和零线相连造成短路,使电路电流过大,熔丝熔断,符合题意;④灯泡的灯丝烧断后属于断路,故熔丝不会熔断,不符合题意。
(2)熔丝的作用是在电流异常升高时,自身熔断切断电路,从而起到保护电路安全运行的作用,因此熔丝的熔点较低;同一个家庭电路中,通过的电流相同,根据焦耳定律Q=I2Rt,要想产生较多的热量,电阻值要较大,故熔丝较细。