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第十九章 生活用电
第2节 家庭电路的基本组成
素养目标
1.认知家庭电路结构掌握家庭电路的组成顺序，明确各元件作用；相线与中性线、试电笔的构造及正确使用方法；了解保险装置与过载保护原理；说明三线插头对人身安全的保障机制。
2.电路连接逻辑分析，推理电路连接方式对故障范围的影响，问题解决能力。
3.模拟实践操作，工具使用技能，独立操作试电笔辨别相线与中性线，规范操作的潜能。
4.培养和提高安全用电意识，社会责任渗透，节约用电与可持续发展关联性，提升公民责任感。
创设情景，引入新课
为了防范用电事故，家庭电路中一般设有哪些保护措施？相线和中性线是家庭电路的重要组成部分，如何辨别它们？家庭电路中还有哪些基本组成部分？
电流过大的保护
1.想一想：哪一些情况可能导致家庭电路中的电流过大？
用电器的总功率过大
短路
发生触电事故
线路老化与漏水
2.演示实验：金属丝会熔断吗？
如图所示，A、B 两个接线柱间是一段铅锑合金丝，C、D两个接线柱间是一段铜丝。
移动滑动变阻器的滑片，当电阻减小时，电流增大，你看到了什么现象？说明了什么？
当电流增大到一定程度时，铅锑合金丝会熔断，而铜丝没有熔断。
长度、横截面积相同的铅锑合金丝的电阻比铜丝大得多，熔点比铜丝低得多。
以上实验对我们有什么启示？
当电流过大时，铅锑合金丝由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
而铜丝、铁丝等在这种情况下不能起到保护作用。
3.保险丝
①保险丝是用铅锑合金这类材料制成的，是熔断器中的核心部件。
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
观看视频演示——《观察保险丝的作用》
③各种各样的保险丝
④保险丝的规格
保险丝的规格用 来表示；
保险丝越粗，额定电流和熔断电流就越 ；
不同规格的保险丝有 的额定电流；
当通过保险丝的电流小于或等于额定电流时，电路 工作；
一般情况下，熔断电流是额定电流的 倍；
额定电流
大
2
不同
正常
当通过保险丝的电流大于额定电流并达到或超过 电流时，保险丝熔断，从而 电路。
⑤应用：
高压配电系统
低压配电系统
电路用电设备控制系统
⑥空气开关
熔断
切断
在很多居民楼的供电线路中，目前常采用低压断路器对 过大的电路进行保护。
低压断路器，又称 开关。
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 开关代替。空气开关安装在电能表 ，当
电路中的电流过大时，空气开关自动 ， 电路。
空气开关有时候出现“跳闸”，这是什么意思？是什么原因？
电流
空气
空气
后
断开
切断
当电路中的电流过大时，空气开关 断开， 电路，也就是我们常说的“
跳闸”。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新接通空气开关就可以了。
相线和中性线的辨别
（一）测电笔
在家庭电路中，有相线和中性线，我们应该学会区分，以防止发生触电事故。怎样来辨别相线与中性线？
1.作用： 相线和中性线；检查电气设备的外壳是否 。
自动
切断
辨别
带电
2.测电笔构造
由笔尖金属体、电阻（阻值大）、氖管、弹簧和笔尾金属体依次相连而成。
笔尖金属体
弹簧
笔尾金属体
电阻
氖管
氖管中充有稀薄的氖气，两端是两个金属电极。当电极间的电压达到一定值时，氖气会导电，氖管会发出红光。
3.试电笔原理
被测导线是相线时，电流经过笔尖、电阻、氖管、弹簧，再经过人体、经过大地，流到中性线，与电源构成闭合电路，氖管就会发光。如果接触的是
中性线，由于中性线与大地之间的电压为0，试电笔中无电流通过，氖管不发光。
①为什么人手必须接触金属体笔尾？
因为这样才会有电流经过人体经过大地，通过测电笔，氖管才会发光。
②为什么手触笔尾金属体时氖管会发光，而人不会触电呢？
试电笔的电路中串联了一个阻值比较大的电阻，大约几兆欧，笔尖接触火线时，220V的电压加在测电笔和人体构成的串联电路上，通过氖管和人体的电流大约（人体的电阻R取1MΩ=106Ω）
I=U/R=220V/106Ω=0.22mA
这个电流可以使氖管发光，但对人体是没有危害的。
4.试电笔使用方法
①手拿试电笔，手指按住金属笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线，手指千万不能碰到笔尖金属体。因为笔尖处的电压为220V，已超过了人体的安全电压。
②试电笔辨别火线与零线
手拿试电笔，手指按住笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测 。如果氖管发光，则接触的是 线；如果氖管不发光，则接触的是 线。
③试电笔判断用电器的金属外壳是否带电
除了判断中性线和相线外，试电笔也能判断用电器的金属外壳是否带电。使笔尖接触用电器，当用电器的金属外壳带电时，氖管 发光。
导线
相
中性
会
相线
中性线
相线
中性线
另一种常见的测电笔形状如螺丝刀，使用时要用指尖抵住上端的金属帽。
螺丝刀型测电笔
智能多功能测电笔
LED彩光测电笔
其他常见的测电笔还有LED彩光测电笔、数显式测电笔等。用这些测电笔辨别相线时，同样需要注意安全，手指切不可接触笔尖处的金属部分。
如图所示，额定电压为220 V的电灯要能正常工作且需要开关控制通断，请从安全角度思考：应该如何将电灯和开关接入家庭电路中？
将电灯和开关正确接入家庭电路中
用测电笔辨别出相线后，开关接入电路的方式有两种：一种是相线先连接开关，再连接电灯后与中性线相接；另一种是相线先连接电灯，再连接开关后与中性线相接。
在维修、安装电灯时，手有可能会碰到灯座的金属部分或接线处，因此从安全角度考虑，控制电灯的开关要连接在相线和电灯之间。这样断开开关后，电灯接线处与相线断开，从而避免触电事故。
例：用测电笔可辨别相线和中性线，使氖管发光的是 _______（选填“相线”或“中性线”）。如图所示，闭合开关后，电灯正常发光，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 ____（选填“a ”或“b”或“a和b ”，下同）；电灯工作一段时间后，进户线中性线断路，用测电笔
测试图中的a、b两点，
能使氖管发光的点
为 。
相线
中性线
相线
b
a和b
保护线与漏电保护器的作用
1.观察家里和教室里的插座，发现有两孔插座和三孔插座。两孔插座中的一个孔接中性线，另一个孔接相线。那么三孔插座有三个孔，相应的插头有三个脚。多出来的孔和脚是做什么用的呢？为什么不都采用省材料的两孔插座呢？
2.三线插头和三孔插座
正常情况下，洗衣机、电冰箱等用电器的外壳不能带电，如果万一用电器的外壳与电源火线之间的绝缘损坏，则会使外壳带电，人体接触用电器就会发生触电。
怎样防止人体触电呢？
洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线，其中一条接相线（L），一条接中性线（N），第三条标着“PE”。这是为什么？
另有一个孔是跟大地连接的，也就是接在保护线（用PE表示，俗称地线）上。用电器上三脚插头的“①”脚是与用电器的金属外壳接通的。这样，当把三脚插头插在三孔插座里，在把用电器连入电路的同时，也把金属外壳与大地连接起来。
（1）三脚插头
原来，三脚插头上标着“PE”的导线和
用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。
（2）三孔插座的接法
左边的插孔接中性线，右边的插孔接相线，中间的插孔接地线，即“左中性右相线中间接地线”。
接
中
性
线
接
相
线
接保护线
插座背面的接线
接
中
性
线
接
相
线
接保护线
（3）三脚插头和三孔插座的作用
把三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。
相线
中性线
保护线
洗衣机外壳
三脚插头
三孔插座
保
护
线
大地
原来，插头上标着PE的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地 。当用电器的外壳与电源相线之间的绝缘层损坏而使外壳带电时，三脚插头接外壳的插脚通过保护线将电流流入 ，即使人体接触外壳，一般情况下 造成伤害。
想一想：为什么三脚插头中间的那个脚长？
插插头时可以使用电器外壳 接地，拔插头时可以 离地。
3. 漏电保护器
家用电器外壳接地对人有一定的保护作用，但是发生故障时并 保证电路被及时断开，潜在的危险依然存在。一些家庭电路中还会在此基础上安装 ，它也是一种断路器。
相连
大地
也不会
先
后
不能
漏电保护器
（1）漏电保护器的作用
当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了相线，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。
（2）漏电保护器原理
如下图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则相线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过中性线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。
相线
中性线
4.实例分析
如图是现在一般标准住宅户内配电系统方框图，同学们想一想：空气开关和漏电保护器在电路中分别起什么作用？这样安装有什么好处？
（1）空气开关的作用
当电路中的电流超过规定大小时，空气开关会自动断开，切断电源，从而保护电路。在支路上安装空气开关，如果本支路用电
器电流过大，该支路空气开关就会自动切断电路，并不影响其他支路用电器的工作。
（2）漏电保护器在电路中的作用
在三孔插座中安装漏电保护器，当用电器的外壳带电时，漏电保护器就会自动断开切断电源，防止人体触电事故的发生。
家庭电路的基本组成
1.根据家庭用电的实际情况，综合考虑用电安全等各方面因素，想一想：家庭电路应该有哪些基本组成
部分？它们各自的功能是什么？
2. 家庭电路的组成
由进户线、电能表、总开关（含保险装置）、插座、用电器、导线等组成。
进户线
相线
中性线
电能表
总开关
保险盒
开关
插座
（1）进户线
①有两条进户线，一根叫做相线，另一根叫做中性线，两条线之间的电压为220伏。
②作用：连接户外供电电路与户内用电电路，输送电能。
（2）电能表
①作用：测量用电器一段时间消耗的电能。
②安装位置：安装在进户线之后，在总开关之前。
③电能计量单位：kw·h（度）。
（3）总开关
①作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。
②安装位置：串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。
③种类：闸刀开关、空气开关。
④闸刀开关安装方法
静触点在上方，连接电源入户线。不可倒装，防止闸刀开关因为重力自动闭合，发生触电。
⑤空气开关
现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表后，如图所示。
当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新闭合空气开关就可以了。
支路开关：与所控制的用电器串联，接在相线与被控制用电器之间，控制各支路的通断。
（4）保险装置——保险丝
①作用：电路中电流过大时，保险丝熔断，自动切断电路，起到保护作用。
②材料：由电阻率较 、熔点较 的铅锑合金制成。
大
低
（5）插座与用电器
（6）白炽灯泡的连接
①连接方法
如下图所示，螺丝口灯的尾部应接在相线上，螺旋应跟中性线连接。
人在更换灯泡时，容易接触金属螺旋部分，由于该部分与零线相连通，所以不会发生触电事故。
连接方式：插座是给用电器供电的，各插座之间是 联的；各用电器之间都是 联；用电器与插座之间也是 联。
并
并
并
输电线进户后首先接到 上，
用来计量所消耗的电能，接下来是全户用电的 ，如断路器等。当家庭电路需要修理时，必须断开总开关，这时室内全部电路与外面的输电线分离，可以保证施工人员的安全。在电能表、总开关之后，
3.家庭电路各组成部分的连接顺序
相线
中性线
连接顺序：相线→开关→用电器→中性线。
②电灯与控制它的开关是 联，开关一定接在相线上。
相
线
相线
中
性
线
中
性
线
电能表
电能表
总开关
串
可以连接用电器。电路中还可以安装插座，许多家用电器可以接在插座上。
为了能够更加合理、安全地分配电能以及方便用户维修操作，有的家庭还设有室内配电箱。根据实际用电需求，可将家庭电路规划为若干分支回路，由配电箱将导线引入各个房间内，进行供电。
一种典型的家庭电路配电分支回路的设计方案如图所示。
结合你所掌握的家庭电路知识，你能说一说图中设计了几条分支回路吗？每条分支回路的主要用途有哪些？
图中的家庭电路分成了三条分支回路。
将照明与插座分为两条分支回路；
考虑到空调功率较大且用电时间较长，将空调插座与其他插座分开，另成一条专用分支回路。
每条分支回路都有专门的开关控制通断，例如，在照明分支回路采用了空气开关，在插座分支回路加装了漏电保护器。当插座分支回路出现故障而被切断
时，照明等其他分支回路不会受到影响。
有一些更复杂的配电设计，例如会结合实际使用需求等因素，将卫生间、厨房等房间的插座另成回路，且加装漏电保护器，形成更多的分支回路，各分支回路之间互不影响。
课堂总结
家庭电路的基本组成
电流过大的防护
电流过大的原因
保险丝和空气开关
相线和中性线的辨别
测电笔
开关的安装
保护线与漏电保护器的作用
三脚插头
漏电保护器
家庭电路的基本组成
组成顺序
各部分的作用及要求
下 课
Thanks!
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