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(共24张PPT)
第3节 跨学科实践:为家庭电路做设计
新课导入
在生活中，家庭中灯、空调、冰箱等电器需通过电路供电，才能正常运行，电路如同电器的“生命线”，其安全性关乎家庭用电安全。
空调
电暖器
热水器
1. 寻找家庭用电中的安全隐患，总结归纳出家庭用电的注意事项。（重点）
2. 培养收集和处理信息的能力，激发探究和创新的欲望。（重点）
学习目标
知识点1　项目提出
新知讲解
装修中的物理问题
生活场景：
"小明家正在重新装修，父母想改造老旧的电路系统：
新增空调、智能马桶等大功率电器
厨房需要增加多个智能插座
书房要布置双回路照明系统"
"原有电路存在隐患：
多个大功率电器共用插座
配电箱未设置漏电保护"
知识点2　项目分析
新知讲解
解密家庭电路设计的三大黄金法则
1：家庭总功率计算
【算一算】小明家电器清单：
- 空调：2000W - 冰箱：150W - 电视机：300W - 电热水器：2500W
问：当厨房同时使用微波炉（1000W）和电饭煲（800W）时，总功率是否超过4000W？
（答案：总功率= (2000+150+300+2500+1000+800)×0.8=5480W 已超过）
总功率 = 所有电器功率之和 × 0.8（同时使用系数）
知识点2　项目分析
新知讲解
2：分支回路规划指南
三类回路划分
回路类型 包含区域 安全要点
大功率专用回路（红色） 空调/热水器/厨房 独立断路器+4mm 铜线
普通插座回路（蓝色） 卧室/客厅普通插座 2.5mm 铜线+过载保护
照明回路（绿色） 全屋灯具 1.5mm 铜线+分区控制
知识点2　项目分析
新知讲解
3：安全设计红绿灯
安全要素三重检查：
导线选择原则 ：电器总电流 < 导线安全载流量 × 80%
举例：3000W热水器电流=3000/220≈13.6A → 需选载流量≥17A的导线
2断路器配置口诀：
"功率算电流，型号往上走 ,照明选10A，插座16A够 ,空调热水器，25A才不愁"
3防触电设计 ：漏电保护器必须装在总闸,金属外壳电器必须接地线
知识点2　项目分析
新知讲解
【安全红绿灯】
绝对禁止：
带电操作设计验证
擅自打开真实配电箱
必须做到：
设计前断开所有电源
用彩笔代替真实电线
家长在场才能查看电箱
知识点3 项目实施
新知讲解
四步打造安全家庭电路
步骤一：侦探行动——用电需求大调查
功率获取秘籍：
查看电器铭牌标签
老师提供的《常见家电功率手册》
知识点3 项目实施
新知讲解
四步打造安全家庭电路
房间区域 主要电器 功率(W) 使用时间 特殊需求
客厅 空调、电视机 2000+300 4小时/天 空调需独立回路
厨房 电饭煲、微波炉 800+1000 1小时/天 远离水源
卫生间 电热水器、吹风机 2500+1200 0.5小时/天 必须安装漏电保护器
知识点3 项目实施
新知讲解
步骤二：分支回路规划指南
设计原则：
空调回路电流计算：I=P/U=2000W/220V≈9.1A → 选10A导线（含安全余量）
厨房回路负载限制：总功率≤3500W（参考值）
四步打造安全家庭电路
知识点3 项目实施
新知讲解
回路类型 包含区域 导线规格 断路器选择 安全提示
大功率专用回路 空调、电热水器 4mm 铜线 DZ47-25 C25 禁止与其他电器共用插座
普通插座回路 卧室、客厅普通插座 2.5mm 铜线 DZ47-16 C16 单回路插座≤8个
照明回路 全屋灯具 1.5mm 铜线 DZ47-10 C10 分区控制开关
知识点3 项目实施
新知讲解
步骤三：配电设备选型表
设备类型 选择参数 适用场景 安全标准
断路器 额定电流＞1.2倍工作电流 空调回路选25A型 带过载和短路双保护
铜芯导线 载流量＞最大工作电流 4mm 导线载流量≈25A PVC绝缘层无破损
插座 大功率电器选16A规格 电热水器专用插座 带防水盖（卫生间）
知识点3 项目实施
新知讲解
步骤四：方案评估检查表
[ ] 所有金属外壳电器接地线
[ ] 总功率×0.8 ≤ 电表容量（示例：5460W×0.8=4368W ≤ 40A×220V=8800W）
[ ] 潮湿区域使用防溅插座
[ ] 配电箱分层设置：总闸→漏保→分路断路器
知识点3 项目实施
新知讲解
安全与注意事项！
危险操作 正确做法
多个大功率电器插同一插座 空调/热水器独立专用回路
用铜丝代替保险丝 选用匹配规格的断路器
湿手操作开关 先断开电源再检修
展示交流
新知讲解
课堂活动设计：
小组汇报、头脑风暴：补充创新建议
研究报告框架指导：问题-数据-方案-验证
展示要素 具体要求
电路图 手绘/打印户型图标注回路（红/蓝/绿区分类型）
数据表 包含总功率、导线规格、断路器型号三列数据
安全说明 用 标注重点防护措施
展示交流（安全用电总结表）
新知讲解
安全原则 对应设计案例 危险行为警示
不接触低压带电体 配电箱标注"危险！严禁触碰" 湿手拔插头
不多个大功率电器同时使用 独立回路限制微波炉与烤箱不同时启用 空调+电暖器共用一个插座
断电操作 设计总闸位置明显且易操作 带电更换灯泡
例题1
在家庭电路设计项目中，第一步应该做什么？（ ）
A. 直接绘制电路设计图
B. 统计家中所有电器的功率
C. 购买新型断路器
D. 测试现有电路安全性
当堂练习
B
解析：
电路设计的核心是满足用电需求。统计所有电器的功率（包括位置、使用场景等）是计算总负荷、分配回路、选择导线和断路器的前提。若跳过这一步直接设计电路（选项A），可能导致容量不足或资源浪费。
结论：无论新建还是改造，统计电器功率是电路设计的根本出发点，确保设计匹配实际需求，因此第一步应选 B。
当堂练习
例题2
根据安全用电原则，下列哪种做法是正确的？（ ）
A. 用湿布擦拭通电的插座
B. 将空调和电烤箱接在同一回路
C. 更换灯泡时关闭对应回路开关
D. 在浴室使用普通未密封的插座
当堂练习
C
解析：
选项A ：湿布含水分，易导电，可能导致触电或短路，严重违反安全原则。
选项B：空调和电烤箱均为大功率电器，同时运行易导致回路过载。若两者功率总和超过线路承载能力，可能引发跳闸、过热甚至火灾。
选项C ：即使灯泡开关关闭，火线仍可能带电。关闭回路断路器可彻底切断电源，避免触电风险，符合安全规范。
选项D：浴室环境潮湿，普通插座无防水密封，易因水汽侵入导致漏电或短路。
结论： C 是唯一符合安全用电原则的选项，其他选项均存在触电、过载或设备损坏风险。
当堂练习
例题3
某电热水器功率为3000W，工作电压220V，应选择哪种规格的铜导线？（ ）
（参考安全标准：导线载流量 > 1.2倍工作电流）
A. 1.5mm （载流量16A）
B. 2.5mm （载流量25A）
C. 4mm （载流量32A）
D. 6mm （载流量42A）
当堂练习
　　
B　
解析：
计算工作电流：I=P/V I≈13.64 A
最小载流量要求：
安全标准要求导线载流量 > 1.2倍工作电流：
1.2×13.64 A≈16.36 A
匹配导线规格：
A. 1.5mm （16A） ：载流量16A < 16.36A，不满足安全余量。
B. 2.5mm （25A） ：载流量25A > 16.36A，满足要求且经济合理。
C/D（32A/42A） ：载流量远超需求，虽可用但非最优选择。
结论：2.5mm 铜导线在满足安全标准的同时兼顾经济性，故选 B。
当堂练习
本课小结
为家庭电路做设计
项目实施
项目提出
项目分析

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