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第十九章 生活用电
第2节 家庭电路中电流过大的原因
教学目标
有初步的安全用电常识和节约用电意识。
3
知道家庭电路中电流过大的原因是家用电器的总功率过大和短路。
1
知道保险丝的作用。
2
教学重点
教学难点
教学重点与难点
家庭电路中电功率的计算。
分析家庭电路中电流过大的原因。
复习
①家庭电路的组成
进户线
电能表
总开关
保险装置
用电器
电线
插座
复习
P = UI =P1+ P2 + …+ Pn
L1
L2
S
L1
S
L2
②并联电路中的总功率
在并联电路中，电路中的总功率等于各用电器的电功率之和。
复习
③家庭电路中，功率比较大的一些家用电器
把电能转化为内能的用电器，功率都比较大
热水器
电热壶
电暖气
空调
复习
④焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
公式： Q = I2Rt
复习
想想议议
这节课我们学习有关知识。
第2节 家庭电路中电流过大的原因
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，电能表换成额定电流更大的，请你说一说这种改造的必要性。
一
家用电器的总功率
对家庭电路的影响
电路中的总功率对电流的影响
如图所示，把额定电压是3.8V的3个小灯泡并联接在电源上，逐个闭合开关S1、S2、S3，观察电流表的示数是如何变化的
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
并联的小灯泡越多，电路的总功率越大，电流表的示数越大。
演示实验
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
1
家庭电路的总功率
家庭电路中的总功率： P = P1+ P2 + …+ Pn
在家庭电路中，电路中的总功率等于各用电器的电功率之和。
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
根据 P =UI，可以得到 I
家庭电路中的电压220V是一定的，
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
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
实验——《电功率过大对电路的影响》
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
2
家庭电路的总功率过大对家庭电路的影响
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。若电路中的电流超过允许值，根据焦耳定律可知，产生的热量就越多，会引起线路故障，甚至发生火灾。
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
小明家购置了一台1kW的空调。他家原有用电器的
总功率是5600W，电能表上标有“220V 10（40）A”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，小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：
【典例1】
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
P =P1+P2=1000 W +5600W=6600W
解：（2） 用电器的总功率
所以，从安全用电的角度考虑，可以安装这样一台空调。
小明家新购置了一台1kW的空调。他家原有用电器的总功率是5600W，电能表上标有“220V 10（40）A”的字样。请你通过计算说明：
（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？
I1 = = =30A
P
U
6600 W
220 V
< 40 A
一、家用电器的总功率对家庭电路的影响
为了防止家庭电路出现总功率过大现象，家庭用电时，要注意什么？
1.大功率用电器不要同时使用；
2.对于空调、电暖器、电热水器等功率较大的用电器，应采用独立供电的方式，即一条线路专供一大功率的用电器使用。
二
短路对家庭电路的影响
二、短路对家庭电路的影响
短路
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？
电源发生短路时，会造成电路中电流很大。
如图所示的电路，电路AB端接入低压电源，当把开关闭合时，会看到什么现象？
二、短路对家庭电路的影响
现象：当把开关闭合时，开关把电源短路，电流会很大，会看到保险丝熔断。
演示实验
二、短路对家庭电路的影响
实验演示——《短路对电路的影响》
当家庭电路中的火线与零线碰在一起时，会发生短路，使电路中的电流过大。
二、短路对家庭电路的影响
火线与零线
碰在一起
结论
短路是家庭电路中电流过大的另一个原因
短路
1
②线路老化，绝缘层破坏而造成短路。
①改装电路时不小心将火线和零线直接连通。
③电器进水造成短路。
二、短路对家庭电路的影响
短路发生的原因
2
电器进水
接错电线
线路老化，破裂
当家庭电路中发生短路时，电流过大，产生的热量多，若不及时扑灭，很容易造成火灾，造成人员伤亡，财产损失。
二、短路对家庭电路的影响
短路对家庭电路的影响
3
为了防止电路中电流过大引发事故，你有哪些好的建议？
②改造线路:
二、短路对家庭电路的影响
①避免同时使用大功率的用电器；
例如：把电线换成更粗的；电能表换成额定电流更大的。
为了防止电路中电流过大引发事故，除上述措施外，你还有哪些好的建议？
③加装保险装置
人们常用给电路加装一个保险装置（保险丝），防止电路中电流过大，如图所示。
二、短路对家庭电路的影响
保险丝
保险丝是如何保护电路的呢？
三
保险丝的作用
①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
三、保险丝的作用
保险丝及其作用
1
② 保险丝的材料：
保险丝由电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。
产生较多的热量
易于熔断
③保险丝的作用
如图所示，把铜丝、滑动变阻器串联在电源上。在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动变阻器的滑片，使电流逐渐增大，观察现象。
三、保险丝的作用
演示实验
结论
在电流较大时，保险丝会先行熔断，自动切断电路，对整个电路起到保护作用。
现象：
电流增大到一定程度时，保险丝熔断，而导线和铜丝等不会损坏。
这是利用了电流的热效应
2
保险丝的规格
三、保险丝的作用
①保险丝的规格用额定电流来表示；
直径 （毫米） 额定电流 （安） 熔断电流 （安） 直径 （毫米） 额定电流 （安） 熔断电流
（安）
0.28 1 2 1.25 7.5 15
0.40 1.5 3 1.51 10 20
0.52 2 4 1.98 15 30
0.60 2.5 5 2.78 25 50
0.98 5 10 3.14 30 60
②保险丝越粗，额定电流和熔断电流就越大；
③一般情况下，熔断电流是额定电流的2倍。
注意：选用合适规格的熔丝，不能用铜丝或者铁丝代替。
3
保险丝的选择
应使保险丝的额定电流等于或略大于电路中的最大正常工作电流
保险丝的规格是用额定电流表示的。
三、保险丝的作用
额定电流
额定电流
选择保险丝时
视频演示——保险丝的作用
三、保险丝的作用
3
家庭电路中常见保险丝的安装
三、保险丝的作用
①安装位置：
保险丝通常串联安装在电能表之后的进户线上。
也可以只接在一根火线上，且与保护的电路串联。
保险盒
①插入式保险盒
②家庭电路中常见保险丝的安装
③保险丝安装在
闸刀开关里面
保险丝
三、保险丝的作用
②插入式保险盒安装在闸刀开关后面
保险丝
现在新建居民楼电路中的保险装置已经不再使用保险丝，而是用起保险作用的空气开关代替。空气开关安装在电能表后，当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路。
4
空气开关
三、保险丝的作用
空气开关
空气
开关
下表是某教室的所有用电器，若有额定电流为6A、8A、12A的保险丝供你选择，你应该选择哪种规格？
用电器 功率
电灯 40W
电风扇 80W
饮水机 500W
投影仪 1000W
P=P1+P2+P3+P4=40W+80W+500W+1000W=1620W
用电器总功率：
所以应选用额定电流是8A的保险丝。
三、保险丝的作用
【典例2】
干路最大电流：
在装有额定电流为20A的保险丝的家庭电路中，已装有“220V 100W”的电视机2台，“220V 125W”的电冰箱1台，“220V 800W”的电饭锅1个，“220V 225W”的洗衣机1台，“220V 20W”的节能灯8盏，“220V 1000W”的空调2台。求：
（1）在电路中最多还能安装多大功率的用电器？
（2）若因电路出现故障，保险丝不慎熔断了。现检修好电路后，手边只有额定电流为10A的保险丝，应该怎么办？
解：（1）电路允许的总功率：P1=UI=220V×20A=4400W
现有用电器的总功率：
P2=100W×2+125W+800W+225W+20W×8+1000W×2=3510W
电路还能接入用电器的功率为：P=P1–P2=4400W–3510W=890W
（2）并联电路干路电流等于各支路电流之和，可以用两根额定
电流为10A的保险丝并联接入家庭电路。
三、保险丝的作用
【典例3】
四
课堂练习
1. 电路中电流过大的原因是_____或__________________。
短路
用电器的总功率过大
2. 家庭电路中引起保险丝熔断的原因是 （ ）
A．保险丝太粗不合格
B．所有用电器同时工作
C．一定是短路造成的
D．可能接入了大功率电热器
D
四、课堂练习
3. 家庭电路中保险丝断了，以下原因不可能的（ ）
A. 家庭中用电器的功率过大
B. 拉线开关中的两根导线头相碰
C. 保险丝的规格不合适，熔断电流太小
D. 插头中的两根导线头相碰
B
四、课堂练习
四、课堂练习
4. 有下列一些现象：①灯座中的两个线头相碰；②开关中的两个线头相碰；③电路中私自接入大功率的电炉；④用户电源入户线的绝缘皮破损。其中可能引起保险丝熔断的是（ ）
A．只有①、②； B．只有②、③；
C．只有①、③； D．①、②、③、④
C
【解析】保险丝熔断是因为电路中电流过大，可能有两种情况：用电器短路和用电器的总功率过大。灯座中两个线头相碰，会短路；开关两线头相碰，相当于接通电路；接大功率用电器，使电路中的总功率过大，也会使电流过大；用户电源入户线绝缘皮破损会短路，但它在经过保险丝前，不会烧断保险丝。
5. 炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台额定功率1kW的空调。已知他家原有用电器的总功率是1020W，电能表上标有“220 V 10 A”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
四、课堂练习
I=I1 +I2=4.55 A+4.64 A=9.19 A
< 10 A
> 2020 W
P =P1+P2=1 000 W +1 020 W=2020 W
② 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：
① 计算同时使用所有用电器时的总电流是否超过10 A。
P0=UI0=220 V×10 A=2200 W
I2 = = ≈ 4.64 A
P2
U
1020 W
220 V
所以，从安全用电的角度考虑，可以安装这样一台空调。
四、课堂练习
四、课堂练习
6. 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。
【解析】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。
四、课堂练习
7．小明同学想设计一个家庭厨房电路，准备购买用电器有2000W的电磁炉一个，800W的微波炉一个，800W的电饭锅一个，100W的抽油烟机一台，10W的节能灯四盏。现给整个厨房电路配一个独立的空气开关，下列哪个规格的较合理（ ）
A．16A B．20A C．32A D．40A
【解析】厨房电路的总功率为
P总=2000W+800W+800W+100W+10W×4=2740W，
则干电流为I=P/U=2740W/220V=17A，
选择的空气开关额定电流要略大于17A，所以选B。
B
课堂总结
课堂总结
家庭电路中电
流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因
短路。
用电器的总功率过大；
保险丝
②由电阻率比较大、熔点较低的铅锑合金制成；
③使保险丝的额定电流等于或稍大于最大工作电流；
④禁止用铜丝、铁丝等代替保险丝。
空气开关：当电路中的电流过大时，自动切断电路。
①电流达到其额定电流时，会自动熔断，切断电路；
