19.2家庭电路中电流过大的原因 课件（共28张PPT）-2023-2024学年九年级物理全一册同步精品备课一体化资源（人教版）

第2节 家庭电路中电流过大的原因
第十九章 生活用电
人
教
版
2012版
学
习
目
标
1.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或短路；
2.根据欧姆定律和电功率公式解释总功率过大和短路对家庭电路的影响；
3.知道保险丝的特点及作用；
4.有初步的安全用电常识和节约用电意识。
导入新课
导入新课
家用电器的总功率对家庭电路的影响
根据电功率和电流、电压的关系式 ，可以得到I= 。
家庭电路中的电压是一定的，U = V，所以用电功率P 越大，电路中的电流 I 就越 。
如果家里添置了新的大功率用电器，例如电热水器、空调机，就要用上面的公式计算一下通过的电流。
P = UI
????????
?
220
大
I=
=3000????220????
?
≈13.6A
????????
?
接大功率用电器
家用电器的总功率对家庭电路的影响
1.家庭电路中总电流与总功率的关系：
由于各种用电器都是 联的，家里用电线路上的总电流会随着用电器的增加而变 。
并
大
家庭电路的总功率：P=P1+P2+…+Pn
I=????????
?
用电器数量
不变
家用电器的总功率对家庭电路的影响
因此，一定注意不要让总电流超过家里供电线路和电能表所允许的最大值。
2.家用电器总功率过大的危害：
即使每个用电器的功率不算很大，如果很多用电器同时使用，它们的总功率也会相当可观，电路中的总电流也可能超过安全值。
因此，电路中同时使用的用电器不能太多，否则容易引起 ，甚至 。
用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
家用电器的总功率对家庭电路的影响
线路故障
发生火灾
由公式Q=????2Rt可知,总电流越大,相同时间内家庭电路中干路导线上产生的热量越多,就越可能烧坏供电线路及其他元件,甚至引起火灾.
?
同时工作的用电器非常多
3.家庭电路中,避免总功率过大的措施:
①家中添置大功率用电器时,要考虑供电线路的承载能力,不要让总电流超过家庭供电线路和电能表所允许通过的最大电流值；
②家中的大功率用电器不要同时使用,尽量错开时间,交替使用。
③根据各种用电器的工作电流设计线路，选用的导线的负荷能力应与电路中通过的电流大小相适应，对于空调、电热水器等功率较大的用电器，采用专线独立供电。
家用电器的总功率对家庭电路的影响
家用电器的总功率对家庭电路的影响
答：电压一定时,电功率越大,电路中的电流越大。在家庭电路中,各用电器之间并联,并联使用的用电器越多,电路的总电阻越小,在电压一定时,电路中的总电流就越大,如果总电流超过电能表允许的最大值,容易烧坏电能表,所以要换成额定最大电流更大的电能表。又根据焦耳定律Q=????2Rt可知,在电流变大的情况下,为防止由于产生热量过多导致电线温度过高而引起火灾,必须减小电线的电阻,所以要更换成更粗的电线。
?
家用电器的总功率对家庭电路的影响
例题：炎炎夏日即将来临，明明家新购置了一台 1kW 的空调。已知他家原有用电器的总功率是5600 W，电能表上标有“220 V 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）从电能表使用的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台空调？
家用电器的总功率对家庭电路的影响
解:（1）根据电功率和电流、电压的关系式P =UI，可以得到I = ????????
家庭电路的电压是220 V，所以通过这台空调的电流
I1 = ????1???? = 1000????220???? =4.5A
（2）增加这台空调后，明明家的用电器总功率变为6 600 W，总电流为
I = ????????= 6600????220???? =30A
30 A < 40 A
所以，从电能表使用的角度考虑，可以安装这样一台空调。
?
家用电器的总功率对家庭电路的影响
短路对家庭电路的影响
发生 是家庭电路中电流过大的另一个原因。
1.引起短路的可能原因：
家庭电路中有时会发生短路现象。例如:
改装电路时不小心，使火线和零线直接连通造成短路；
电线绝缘皮被刮破或烤焦，电线和用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路（图19.2-2）；
用电器或插座进水等。
短路
2.原理解释：
根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很 ，短路时电路中的电流 ，会产生 的热，使导线的温度急剧 ，很容易造成火灾。
短路对家庭电路的影响
小
非常大
大量
升高
I=????????
?
很小
220V
很大
Q=????2 Rt
?
1．下列现象中：①短路、②开关中的两个线头相碰、③电路中增加了大功率的用电器、④灯丝烧断，可能引起家中保险丝熔断的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
例题1
C
例题1
解析：①电路短路时，会使电路中的电流过大，导致家中保险丝熔断，符合题意；
②开关中的两个线头相碰，会使得开关失去控制作用，但不会引起电路中短路或总功率过大，不会导致家中保险丝熔断，不符合题意；
③电路中增加了大功率的用电器，会使电路总功率过大，电路中的电流过大，此时会导致家中保险丝熔断，符合题意；
④灯丝烧断，即相当于断路，不会使得电路中的电流过大，故保险丝不会熔断，不符合题意。
故选C。
保险丝的作用
为了防止电路中电流过大，发生危险，电路中常常要安装 ，以保护用电器或人身安全。
图19.2-3 是几种常见的保险丝。保险丝是如何“保险”的呢？
保险丝
如图19.2-4，A、B两个接线柱间是一段保险丝，C、D两个接线柱间是一段铜丝。移动滑动变阻器的滑片，观察两段金属丝的变化。
保险丝的作用
保险丝的作用
1.保险丝的材料：
保险丝是用 制作的，电阻比较 、熔点比较 。
2.保险丝的作用：
当电流过大时，保险丝由于温度 而 ， 电路，起到保护的作用。
不同粗细的保险丝有不同的额定电流，当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，保险丝 工作；当通过保险丝的电流大于额定电流，达到或超过它的熔断电流时，保险丝 ，从而切断电路。
铅锑合金
大
低
升高
熔断
切断
正常
熔断
达到保险丝的熔点。
保险丝的作用
3.原理分析：
由Q=????2Rt可知,保险丝用电阻较 的材料时,总电路中电流过大时,在相同时间内，保险丝产生的热量远 导线产生的热量,而保险丝的熔点又 ,这样就会先熔断 而自动切断电路。
?
保险丝和导线串联，通过他们的电流相等。
大于
大
低
保险丝
保险丝电路元件符号：
保险丝的作用
4.保险丝的实际应用：
保险丝有时安装在玻璃管内，称为 。保险管的额定电流写在管端的铜帽上，更换保险管时要注意观察。为了用电安全， 用铜丝、铁丝等导线代替保险丝。
新建楼房的供电线路已经不再使用保险丝，而用起保险作用的 （图19.2-5）代替。
保险管
禁止
空气开关
有保险丝和总开关的双重作用。
首先查清导致保险丝熔断的原因，排除故障后才能供电。
保险丝的作用
5.保险丝和电热丝的区别：
二者都是利用电流的 效应工作的,但保险丝是由电阻较大、熔点较低的材料做成的,其功能是保护电路;而电热器中的电热丝是由电阻较 、熔点较 的材料做成的,其功能是电流通过电热丝时产生热量,用来 。
热
大
高
加热
保险丝的作用
答：售货员是从消耗电能多少的角度说的,顾客是从电功率大小的角度说的。售货员认为微波炉省时所以省电,但他忽略了微波炉电功率的大小;顾客只考虑微波炉的电功率大，认为费电,忽略了使用微波炉时间的长短。两个人就省电、费电问题所发表的观点都有不完善之处。
保险丝的作用
例题2
2．如图所示电路中，开关闭合后，是由于 使电路中电流过大，而导致金属导线发热引燃了外面的绝缘皮；所以要在 （选填“火线”或“零线”）上安装保险丝，以保证电路安全。当有电流通过人体流入大地时， 跳闸（选择填“空气开关”或“漏电保护器”），从而防止人体触电。
总功率过大
火线
漏电保护器
例题2
解析：[1]家庭电路中电压一定，根据????=????????可知，在电压一定时，电功率越大，电流就越大。
[2]因为火线上有电，所以为了安全，保险丝要串联在火线上。
[3]当有电流通过人体流入大地时，火线和零线电流不相等，漏电保护器切断电路。
?
19.2家庭电路中电流过大的原因
保险丝
原因
课堂小结
特点
用电器总功率过大
电阻比较大，熔点比较低
作用
当电流过大时。自动切断电路，起到保护电路的作用
连接
串联在电路中
选择
额定电流等于或稍大于电路中的最大工作电流
符号
发生断路