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。
答案:(1)①③ (2)低 太细 熔丝太细,电阻较大,故当电流相同时,根据焦耳定律可知,电阻大的产生的热量多,越容易熔断
知识点三 安全电压 精练版P33
通常情况下,人的皮肤干燥的时候,人体的电阻大约是104Ω~105Ω;在皮肤潮湿时,人体的电阻可降到103Ω以下。实验表明,当1mA左右的电流通过人体时,会使人产生发麻的感觉;超过10mA的电流时就能使人感到剧痛,甚至神经麻痹,呼吸困难,有生命危险;当电流达到100mA时,只要3s就可使人窒息,心脏停止跳动。
大量事实证明,不高于36V的电压对人体才是安全的。
我们生活中接触到的电动理发剪的电压、车床照明的电压都低于36V,而家庭电路的电压是220V,工厂和工地的动力电路电压是380V,高压输电线路的电压可达105V,都远远高于安全电压。
例2 现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据。如图所示,用电器R接在电压为220V的电源上时,消耗电功率是1100W,电路中还有额定电流为10A的熔丝。则:
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间的电阻 200kΩ 5kΩ
手与脚之间的电阻 300kΩ 8.8kΩ
手与塑料鞋底之间的电阻 8000kΩ 10kΩ
(1)只有用电器R接入电路时,通过熔丝的电流为________A。
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电事故,则通过人体的电流是________A(上表电阻数据适用此人)。
(3)熔丝不会“救”人命的原因是_____________________。
解析:(1)因为P=UI,所以I===5A。
(2)由表中数据得出:潮湿时,手与脚之间的电阻R′=8.8kΩ=8800Ω,I′===0.025A。
(3)由(2)可知发生触电时,通过人体的电流远小于熔丝熔断电流(10A),即人已触电,但熔丝未断,所以熔丝不会“救”人命。
答案:(1)5 (2)0.025 (3)通过人体的电流远小于熔丝熔断电流,人已触电,但熔丝未断
知识点四 避免触电 精练版P33
1.人在家庭电路中触电的原因
人接触了火线与零线或火线与大地。
(1)人误与火线接触
①火线的绝缘皮破损,其裸露处直接接触了人体,或接触了其他导体,间接接触了人体。
②潮湿的空气导电、不纯的水导电——湿手触开关或浴室触电。
③电器外壳未按要求接地,其内部火线外皮破损接触了外壳。
④零线与前面接线部分断开以后,与电器连接的原零线部分通过电器与火线连通转化成了火线。
(2)人自以为与大地绝缘却实际与地连通
①人站在绝缘物体上,却用手扶墙或其他接地导体或站在地上的人扶他。
②人站在木桌、木椅上,而木桌、木椅却因潮湿等原因转化成为导体。
2.安全用电及触电急救
安全用电 “四不”原则 不接触低压带电体,不靠近高压带电体,不弄湿用电器,不损坏绝缘层
注意事项 ①家庭电路的安装要符合国家规定的技术要求:电灯开关要接在火线上;螺口灯泡的螺旋一定要接在零线上;有金属外壳的家用电器要用三孔插座和三脚插头等②不接触低压带电体,不靠近高压带电体。这里所说的低压不包括不高于36V的安全电压;高压通常指1kV或1kV以上的电压③要特别警惕本来绝缘的物体导了电,本来不带电的物体带了电④购买电器时要看3C认证
触电事故急救 处理原则 切断电源,注意自身安全
具体做法 一是切断电源,或者用一根绝缘棒将电线挑开,尽快使触电者脱离电源;二是尽力抢救;三是发生电火灾时,务必在切断电源后,才能泼水救火。在整个救护过程中,必须随时注意自身保护,防止自己也触电
3.安全用电口诀
(1)火线零线并排走,零线直接接灯头;开关接在火线上,断开开关擦灯头;移动电器及插座,左零右火别碰手;安全用电是原则,安装要求要遵守。
(2)如果有人触了电,首先就要断电源;电线要是着了火,不能带电用水泼。
例3 以下关于人体触电的认识正确的是( )
A.只要有电流通过人体就会发生触电事故
B.发现有人触电,应迅速把他拉开,使他脱离电源
C.只有高压电才会发生触电事故,低压电不会发生触电事故
D.高压电不只是接触才触电,就是靠近它也会发生触电事故
解析:通过人体的电流在1mA左右时,人会有发麻的感觉,不会有生命危险,可见有电流通过人体不一定发生触电事故。如果电流达到100mA就会使人在短时间内心脏停止跳动。在低电压电路中通过人体的电流也会达到100mA,所以,低压电路会发生触电事故。发现有人触电时,正确的做法是先切断电源或用绝缘体将电线挑开,如果直接去拉触电人,你也会触电。接触或靠近高压带电体都会发生触电事故。
答案:D
注意:理解触电形成的原因、触电的实质以及安全用电是解题关键,分析触电事故时要紧扣是否有较强的电流通过人体这一实质。
易错点 当触电事故发生时,常出现救助上的错误
家庭用电引起的触电事故,都是由于跟地面不绝缘的人体直接或间接与火线构成通路造成的。所以,一旦发现有人触电,应先切断电源再进行救助,切莫直接用手去拉触电人。
例4 如果发现有人触电,下列各种保护措施正确有效的是( )
A.马上用手把触电人拉离电源
B.让电工来处理
C.马上用剪刀剪断电源线
D.马上用绝缘体使触电人脱离电源线
解析:若用手拉触电者或用剪刀剪断电源线,不仅不能使触电者脱离危险,还可能造成救人者发生触电,这都是错误的做法。若让电工来处理,会耽误救治时间,这种做法也是不当的。用绝缘体使触电者脱离电源线,既能保证触电者迅速脱离电源,又不会造成救人者触电,这种做法是正确的。
答案:D