電功率與安全用電

個(gè)人簡(jiǎn)歷梅建功，男，中學(xué)高級(jí)教師，特級(jí)教師.曾多次參加河南省中招考試命題工作.在省級(jí)以上報(bào)刊發(fā)表論文千余篇，出版專著20余部.

家庭電路的安全用電之一，是指供電線路和設(shè)備的安全.從電功率的角度分析說(shuō)明家庭電路中的安全用電問(wèn)題，判斷保險(xiǎn)絲熔斷的原因，選擇合適的電能表和保險(xiǎn)絲，是本節(jié)課的重點(diǎn)和中考的常考點(diǎn).

電功率與安全用電

1． 電功率與電流的關(guān)系.由電功率的公式P=可以得到I=，此式說(shuō)明，當(dāng)電壓U一定時(shí)，用電器的功率P越大，電路中的電流I越大.

2． 電流過(guò)大造成的后果.家庭電路中的電能表和電線都有規(guī)定的允許通過(guò)的最大電流，如果電路中的電流過(guò)大而超過(guò)這個(gè)規(guī)定的最大值，電線會(huì)過(guò)熱而損壞家庭電路和設(shè)備，甚至引起火災(zāi).

例1小明家現(xiàn)有的家用電器有：150 W的電視機(jī)一臺(tái)、300 W的洗衣機(jī)一臺(tái)、100 W的電冰箱一臺(tái)、200 W的電腦一臺(tái)、800 W的電飯鍋一個(gè)、30 W的照明燈8盞.小明家的電能表上標(biāo)有“220 V10 A”的字樣，他家計(jì)劃買一臺(tái)“220 V1 200 W”的柜式空調(diào).請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，如果將空調(diào)接入電路后，小明家的用電器能否同時(shí)使用；如果不能同時(shí)使用，請(qǐng)你提出一個(gè)解決問(wèn)題的辦法.

解析先求出家庭電路中用電器的總功率，再根據(jù)電功率公式P=求出用電器同時(shí)正常工作時(shí)電路中的電流，然后判斷小明現(xiàn)有的電能表是否能正常工作.

空調(diào)上的“220 V1 200 W”表示空調(diào)的額定電壓為220 V、額定功率為1 200 W.

用電器的總功率等于所有用電器的功率之和，則用電器的總功率P總=150 W+300 W+100 W+200 W+800 W+30 W×8+1 200 W=2 990 W.

用電器同時(shí)使用時(shí)電路中的電流I= ==13.59 A.

電能表上的“10 A”表示電能表允許通過(guò)的最大電流為10 A.由于I>10 A，所以，小明家的用電器不能同時(shí)使用.要使用電器能同時(shí)使用，應(yīng)更換電能表，換用允許通過(guò)的最大電流大于13.59 A 的電能表.

例2在家庭電路中，所選導(dǎo)線的橫截面積應(yīng)與用電器的總功率相適應(yīng)，以確保用電安全.下表中是幾種常見(jiàn)銅導(dǎo)線的安全載流量（即長(zhǎng)時(shí)間通電時(shí)的最大安全電流）.某學(xué)校準(zhǔn)備在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)安裝一盞1kW的碘鎢燈，請(qǐng)你為該校從表中選擇一種電線，要求所選電線符合適用和經(jīng)濟(jì)的原則.

解析先求出通過(guò)電線的電流，再?gòu)谋碇羞x擇電線.“適用”的含義是指所選電線的安全載流量要大于電路中的電流值；“經(jīng)濟(jì)”的含義是指所選電線的橫截面積不能太大，因?yàn)閷?dǎo)線越粗，其價(jià)格越高.

家庭電路的電壓是220 V，碘鎢燈正常工作時(shí)，線路中的電流為I==≈4.55A.

因此，應(yīng)選用安全載流量大于4.55 A的電線.從經(jīng)濟(jì)角度考慮，查表知，應(yīng)選用橫截面積為1.0 mm2的銅芯橡皮絕緣線.

保險(xiǎn)絲的作用及選用

1． 保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的，電阻比較大，熔點(diǎn)比較低.

2． 保險(xiǎn)絲的作用：當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)，保險(xiǎn)絲由于溫度升高而熔斷，切斷電路，從而起到保護(hù)作用.

3． 保險(xiǎn)絲熔斷的原因：一是用電器總功率過(guò)大（過(guò)載）；二是電路出現(xiàn)短路.

4． 保險(xiǎn)絲的選用原則：家庭電路中一般按額定電流選用規(guī)格合適的保險(xiǎn)絲，應(yīng)使保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于電路中最大正常工作電流.過(guò)粗的保險(xiǎn)絲不能起到有效的保險(xiǎn)作用；不能用銅絲、鐵絲代替保險(xiǎn)絲.

例3學(xué)生宿舍電路中的保險(xiǎn)絲是按規(guī)格安裝的，但經(jīng)常被燒斷.發(fā)生這種情況的原因可能是（）.

A． 電路中某處有短路

B． 某個(gè)燈泡的燈絲斷了

C． 有一個(gè)寢室經(jīng)常使用大功率的電爐

D． 進(jìn)入宿舍的電壓經(jīng)常低于220 V

解析保險(xiǎn)絲被燒斷，是由于電路中電流過(guò)大，其原因有兩個(gè)：一是電路某處發(fā)生短路；二是電路中用電器功率過(guò)大.如果電路中某處有短路，則保險(xiǎn)絲一裝上立即就被燒斷，而不會(huì)是經(jīng)常被燒斷；如果是由于電路中接有大功率的用電器，當(dāng)這個(gè)用電器工作時(shí)，電路中電流才會(huì)過(guò)大，也只有在這個(gè)時(shí)候保險(xiǎn)絲才會(huì)被繞斷.某個(gè)燈泡的燈絲斷了、進(jìn)入宿舍的電壓經(jīng)常低于220 V，都不會(huì)燒斷保險(xiǎn)絲.選C.

例4教室有“220 V40 W”日光燈5盞，教室里保險(xiǎn)絲應(yīng)采用（）.

A． 一根細(xì)銅絲

B． 額定電流是1 A的保險(xiǎn)絲

C． 兩根額定電流是1 A的保險(xiǎn)絲

D． 一根額定電流是2 A的保險(xiǎn)絲

解析日光燈正常工作時(shí)，電路中的電流I==≈0.91A，因此應(yīng)采用額定電流是1 A的保險(xiǎn)絲.不能用銅絲代替保險(xiǎn)絲；兩根額定電流是1 A的保險(xiǎn)絲相當(dāng)于一根額定電流是2 A的保險(xiǎn)絲.選B.

1． 隨著生活水平的提高，家用電器日益增多.某戶進(jìn)行電路舊線改造后，將保險(xiǎn)絲的規(guī)格由5 A換成了8 A，則該線路允許同時(shí)接入用電器的功率比原來(lái)增加了（）.

A． 660 W B． 1 100 WC． 1 760 WD． 2 860 W

2． 小紅家的電能表標(biāo)有“220V10A”的字樣，她家同時(shí)使用的家用電器的總功率不能超過(guò)＿＿＿＿W；如果超過(guò)，保險(xiǎn)絲會(huì)＿＿＿＿，從而切斷電路.

3． 小元家新買了一套住房，估計(jì)新房?jī)?nèi)要添置4.2 kW的家用電器，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算幫小元家確定應(yīng)選用的電能表的規(guī)格、額定電流至少多大的保險(xiǎn)絲.

參考答案： 1． A2． 2.2×103熔斷3． 應(yīng)選用19.1 A的電能表和額定電流至少為19.1 A的保險(xiǎn)絲.

責(zé)任編輯程哲