初3物理,家庭用电

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-30
初3物理家庭用电

家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、保险盒、开关、用电器、插座等组成。
●进户线:为用户提供电能来源。
家庭照明电路的进户线由两根导线组成:一根火线、一根零线,它们之间的电压为220V,正常情况下,零线与地线之间无电压,火线与地线之间的电压为220V。(地线的作用,用电器外壳产生的静电,可通过地线释放掉,确保用电安全。用电器外壳通过插座与地线相连。)
●电能表:用于测量用户使用的电能。电能表安装在干路上,在总开关的前面。电能表铭牌上标有额定电压和允许通过的最大电流等。
●总开关:安装在电能表之后,用于控制真个家庭电路,用于检修电路,更换设备。
●开关:用于控制各支路的通断,应与所控制的用电器串联,并接在火线上。
●用电器:将电能转化为我们所需要的能量的装置,对于整个电路而言用电器又叫负载。
●插座:用于对可移动用电器供电,应与其他用电器并联,同一插座上不要接插过多的用电器,避免过热发生危险。通用的插座有两孔插座和三孔插座两类。如图所示
●灯座(俗称灯头):用于安装电灯。常用的螺口灯座,螺口接零线,中央弹簧片通过开关接到火线上。
●白炽灯:白炽灯是利用电流的热效应工作的,灯丝由电阻大、熔点高的金属钨制成,灯丝呈螺旋状,可增强其机械强度。灯丝正常发光时温度高达2000℃以上,大功率的白炽灯(40W以上)。外壁温度较高不要接近易燃物体。
进户线中,有一条是火线,另一条是零线。
●火线:火线带电,与零线之间的电压为220V(照明电路),火线能使试电笔发光,触摸火线容易触电。
●零线:零线学名叫端线,在户外就已经与大地相连了,因此零线安全,一般不能造成触电,零线不会使试电笔发光。
●试电笔
(1)构造:如图所示,由上到下依次为金属笔尖、电阻、氖管、弹簧(兼做导线)、金属笔卡(有的试电笔为金属帽)。


(2)作用:辨别火线和零线。
(3)使用方法:手指按住笔卡(或金属帽),用笔尖接触被测的导线裸露处,手指千万不能碰到笔尖,若氖管发光,说明是火线,若不发光则为零线。
人体是导体,当人体成为闭合电路的一部分时,就会有电流通过,如果电流达到一定大小,就会发生触电事故,触电分两种情形,单线触电和双线触电。
●单线触电
如图所示,人和大地都是导体,人站在地上时触到火线,电流通过人体、大地流回零线,造成触电事故。此时导体、人体、大地和电网中的供电设备(电源)构成了闭合回路有效大电流流过人体。
●双线触电
如图乙所示,站在绝缘体上的人若同时触及裸露的火线和零线时,人体、导线和电网中的供电设备(电源)构成闭合回路,电流流过人体,发生触电事故。

1)正常的零线对地来说应该没有电压或者很低,因此触电的可能性很小,如果站在比较干燥的木凳上,即使双手接触及同1根火线也应该是几乎没有触电的感觉,前提是身体其他部位不要触及零线或者墙面等;2)应该是插座连线接错了(比如 把地线当做零线了,正常的漏电保护开关就会跳闸)。

当人使用测电笔,用手接触笔尾的金属体,笔尖接触火线或与火线连通的导体时,氖管会发光,若笔尖接触的是零线,氖管便不发光,是何原因? 1.人站在地上(假设与地接触良好,下同)或与地连通的导体上,笔尖接触火线时,由于电源零线接地,且正常情况下零线与地之间没有电压,当人手接触测电笔尾部的金属体,笔尖接触火线A处时,火线便通过测电笔(包括电阻R阻和氖管R氖,下同)、人体与大地接通,构成了电流的通路,因此,整个电路可以看成由测电笔的电阻R阻和氖管R氖与人体R人串联,然后与用电器(如灯泡R灯)并联组成的混联电路(如图1甲所示),可将该电路简化成如图1乙。这时有22V的电压加在由测电笔和人体所组成的这条支路的两端,且电路构成了通路。其中测电笔中的电阻R阻一般在2~5MΩ、氖管起辉时的电阻R氖为2MΩ,人体电阻一般在1000~2000Ω,那么这时通过人体和测电笔的电流为:
I=30μA虽然是微弱的电流,但足以使氖管发光。
2.人站在地上或与地连通的导体上,笔尖接触与火线连通的导体时(如图2甲所示),如果进户线零线在A处断路,电路不能构成闭合回路,闭合灯泡的开关时,灯泡不亮,但室内各处的电线都与火线连通,都带了电,如果用测电笔测试B处,也可将该电路简化成图2乙。这时火线和灯泡R灯(取1000Ω)、测电笔的电阻R阻、氖管电阻R氖、人体电阻R人及大地构成串联电路,这时有220V的电压加在该电路的两端,通过人体和测电笔的电流为:
I=30μA
也会引起氖管发光。在上述两种情况中,如果人不是站在地上或与地连通的导体上,而是站在绝缘体上,人和大地之间便存在一个等效电容,电容器不能使直流电通过,但能让交流电通过,这一电容对50Hz的交流电虽然产生很大的阻碍作用,但仍能使电路中产生30μA左右的电流,而使氖管发光。如果使用测电笔在远离地面或远离与地面连通的导体的空中去测试,即使笔尖接触带电的火线或与火线连通的导体,氖管也不会发光。通过上述分析,我们可以弄清两个问题:1.使用测电笔时,为什么手一定要接触测电笔尾部的金属体?因为这样做的目的是使火线、测电笔、人体和大地构成电流的通路;2.使用测电笔,笔尖接触火线时,人通过测电笔与火线连通,有电流通过了人体,为什么不会发生触电事故呢?原因是通过人体的最大安全电流为6~10mA(我们取5mA),从上述分析可知,当人使用测电笔,笔尖接触火线时,通过人体的电流都远远小于5mA,因此不会发生触电事故(注意:不能用普通测电笔检查高压电路!)。3.人站在地上或与地连通的导体上,笔尖接触零线(B处)时(如图3甲所示),同样可将该电路简化成如图3乙,正因为电源处零线接地,正常情况下零线与地之间没有电压,因此,这时由测电笔的电阻R阻、氖管R氖和人体R人串联起来的这一部分电路相当于被短路,绝大部分电流通过灯泡R灯经零线构成回路,几乎没有电流通过人体和测电笔,所以氖管不会发光。

测电笔(又称电笔)是电工常用工具之一,用来判别物体是否带电。它的测电范围是60~500V之间,它有钢笔式和螺丝刀式。由氖管(俗称氖泡)、电阻、弹簧等组成,使用时,带电体通过电笔、人体与大地之间形成一个电位差,产生电场,电笔中的氖管在电场作用下就会发光。使用电笔时必须正确握持,母指和中指握住电笔绝缘处,食指压住笔端金属帽上。测电笔是用来辨别火线和零线的工具。
测电笔在使用前须确认良好(在确有电源处试测)方可使用。使用时,应逐渐靠近被测体, 手指接触笔卡(笔尾的金属体),直至氖管发光才能与被测物体直接接触。
使用试电笔时,应注意以下事项:
(1)使用试电笔之前,首先要检查试电笔里有无安全电阻,再直观检查试电笔是否有损坏,有无受潮或进水,检查合格后才能使用。
(2)使用试电笔时,不能用手触及试电笔前端的金属探头,这样做会造成人身触电事故。
(3)使用试电笔时,一定要用手触及试电笔尾端的金属部分,否则,因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路,试电笔中的氖泡不会发光,造成误判,认为带电体不带电,这是十分危险的。
(4)在测量电气设备是否带电之前,先要找一个已知电源测一测试电笔的氖泡能否正常发光,能正常发光,才能使用。
(5)在明亮的光线下测试带电体时,应特别注意氖泡是否真的发光(或不发光),必要时可用另一只手遮挡光线仔细判别。千万不要造成误判,将氖泡发光判断为不发光,而将有电判断为无电。

电线分零线与火线,零线与大地之间没有电压,而火线与大地之间存在电压。如果用手碰到笔尖的金属体,相当于你直接接触220伏的交流电压,通过人体的电流很大,人会触电。电笔的笔尖和笔尾之间有一个很大的电阻,当使用电笔时,需要用手接触笔尾,这样,电笔和人体(大地)之间被220v电压导通,由于电笔电阻很大,因此流过人体的电流极小,不存在危险,这样就能通过看氖管的亮暗判别零线与火线。

因为零线和大地之间的电位差为0V,所以零线和在地间不存在电势差;而火线和大地就有220V的电势差。当人拿着电笔用手碰着笔尾,笔尖碰到火线时,电笔、人体就将火线和大地连通,形成一个回路有电流流过,所以氖管就发亮了;而拿着电笔用手碰着笔尾,笔尖碰到零线时,电笔、人体虽然使零线和大地连通,但两者间不存在电势差,所以不会发亮。
笔尖和笔尾之间隔了一个阻值很大的电阻,手不能摸到笔尖处,否则会触电的!

你站地面相当于你接着零线 再接触零线 笔尖与笔尾之间电压为零 灯不亮

笔尖接火线 你身体接笔尾,灯泡之间电压为220伏 灯发亮。由于电笔里头有个超大的电阻,相当于人体内阻与电笔电阻串连,电笔分担了220伏的大部份电压,对人体无害;如果人接触笔尖,相当于一个电阻(人体)接入220伏上,你会很有快感

可以说零线相当于接地,电压是零,所以电笔接触灯不亮;测火线,手接触笔尖,相当于手放在火线上,就是触电,但是笔里面有很大的电阻,分压,所以笔尾的电压很低,所以安全

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