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第十五章 电功和电热
第4节 家庭电路与安全用电
1. 了解家庭电路的组成和连接方式。
2. 通过实验探究，知道导致家庭电路中电流过大的原因及其危害。
3. 知道怎样保护家庭电路和怎样防止触电事故。
4. 了解安全用电常识，形成安全用电意识。
想一想
我们生活在电的时代，你知道家庭电路的组成吗？ 电线是怎样布排的？为了保护设备和人身安全，应该采取哪些措施？
家庭电路主要包括进户线(来自电网的电源线)、电能表、配电箱(内有总开关和支路开关) 、 插座 、 用电器等， 图15-16是其结构示意图（见下页） 。
电能表
插座
配电箱
进户线
知识点一、家庭电路的组成
家庭电路使用交流电源，火线(L) 和零线 (N) 之间的电压是220V。 为保障用电安全 ， 家庭电路还设有地线(E), 它与大地相连 。
家庭电路结构示意图
家庭电路中各个用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，如图15-17所示。这样，当一个支路发生断路时， 其他支路仍能工作。例如，台灯断开并不影响电视机等其他用电器正常工作。
家庭电路中开关、插座、用电器的连接方式
1.安全用电：安全用电包括人身安全和电路安全两个方面。
2.触电
①我们知道，人体是导体，只要有电压加在人体上，就会有电流通过。
②触电的概念：通常所说的“触电”是指一定强度的电流通过人体引起的伤害事故。
③触电的类型:人体触电可能是单线触电，也可能是双线触电，如图15-18所示（见下页）。
知识点二、安全用电常识
安全用电、触电
单线触电时， 人体接触火线或漏电的用电器，火线或漏电的用电器通过人体与大地构成通路。
双线触电时，人体的两个部位(如两只手)分别接触火线和零线， 火线通过人体与零线相连，构成通路。
图15-18 触电的两种形式
单线触电、双线触电
人体触电时，通过的电流与电压和人体的电阻有关。一般来说，人体的电阻较大，但在皮肤潮湿时人体电阻会大幅度减小。研究表明，对人体来说，安全电压一般不高于36V。
为了安全，用电器的开关必须安装在火线上。这样，开关断开后用电器与火线分离，人碰到用电器时就不会发生危险。
正常情况下，用电器的金属外壳与内部电路之间是绝缘的，人体接触外壳时没有危险。但是，如果用电器内部导线的绝缘皮破损或绝缘性能变差，导致火线与用电器金属外壳接通，人体接触外壳时就会发生触电事故。
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漏电是指由绝缘部分损坏或其他原因引起的电流泄漏。
漏电
为此，家庭电路通常采取两种保护措施：一是使用三线插头和三孔插座，通过地线将用电器的金属外壳与大地连通，漏电时电流会随即流入大地，如图15-19 (a) 所示；二是安装漏电保护断路器，如图15-19 (b) 所示，当电路出现漏电时，它会自动切断电路。
(a)用电器的金属外壳接地
(b)漏电保护断路器
图15-19家庭电路保护措施
家庭电路的两种保护措施
图15-20所示的五孔插座由一个两孔插座和一个三孔插座组合而成，它们分别按“左零右火”和“左零右火中接地”的规则接人电路 。 图15-21所示的三线插头用于接入三孔插座。它的接地插片较长，插入插座时首先与地线相连，有利于用电安全。
插座
把三脚插头插入三孔插座时，就相当于用电器的外壳接入了大地。
a
b
c
当用电器的外壳与电源火线之间的绝缘层损坏而使外壳带电时，相当于连接a导线、三孔插座外壳（导体）、c导线。
三孔插座中的触电
测电笔是检测火线、零线的工具。图15-22所示为氖管测电笔，它通常由两个金属电极 ( 笔尖、笔尾 ) 、 弹簧 、 氖管 、 高电阻 ( 即阻值很大的电阻)、绝缘柄、绝缘外壳等组成。
测电笔
如图15-23所示，使用氖管测电笔时，须手持绝缘柄，并用一根手指接触笔尾的电极(切不可用手直接接触笔尖的电极，否则有触电危险)。 当笔尖电极接触火线时，火线与测电笔、人体、大地构成通路，氖管因有微弱电流通过而发光；当笔尖电极接触零线或地线时，氖管不发光。
现在较多使用电子测电笔，图15-24所示是其中一种。它具有接触检测和非接触(感应)检测两种方式，不但能检测火线、零线，还具有显示电压、检测电路断点等多种功能。
电路及设备的安全也很重要。影响电路安全的原因一般有两个：一是电路发生短路，如连接电路时误将火线和零线直接连通，或电线和用电器 的绝缘皮破损，导致火线和零线直接连通等；二是电路中使用的用电器功率过大，这种情况称为“过载”。
短路和过载都会使电路中的电流过大。 由电流的热效应可知，电流过大时，导线的温度急剧升高，会导致线路损坏甚至酿成火灾。除上述情况之外，若线路连接处接触不良，则该处电阻会变大，从而造成局部过热，也可能引起火灾。
知识点三、电路过载现象
影响电路安全的原因
实验器材
电路过载演示装置(在绝缘支架上水平固定一根长约25cm 、直径约 0.2 mm 的细铜丝，将易燃的纸条对折挂在细铜丝上),直流稳压电源，电流表(量程为0～10A), 白炽灯(6V 10W) 三只，开关三个，带鳄鱼夹的导线若干。
活动15.3 演示电路过载的现象
实验演示
1.按图15-25所示的电路图连接电路 。
2.闭合开关S, 灯L发光；再闭合开关S , 灯L 发光；最后闭合开关S , 你看到什么现象
由实验可知，电路中同时工作的用电器越多，功率越大，干路电流就越大，当电流增大到一定程度时，细铜丝上的易燃纸条被点燃，如图15-26所示。可以想象，如果家庭电路发生过载，其后果十分严重。
家庭的用电器都是并联的，电压相同。
家庭电路中的总功率：P = P1+ P2 + …+ Pn
根据式：P=UI
P总=U（I1＋I2 ＋I3+……）=UI总
因家庭电路中的电压U =220V是一定的，P总越大，则 I总越大。
用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一。
得到：
理论分析
实验还启示我们，在电路中安装一个熔点较低的熔丝熔断器，当电路过载或短路时， 熔断器中的熔丝会熔断，从而切断电路，可以保护电路安全。家庭电路早期曾经使用过这种熔断器，现在普遍使用的是空气断路器， 如图15 - 27所示。
我们要了解安全用电常识，养成安全用电习惯，防患于未然。例如， 发现用电器电源线的绝缘皮老化、破损，应立即停用并请专业人员更换； 清洁用电器时必须严格按说明书要求，不得用湿布擦拭开关、插座等，不得在电线上晾晒衣物；用电器或电线着火时，应先切断电源再灭火；发现有人触电，应立即切断电源，无法切断电源时可用干燥木棍等绝缘体挑开触电者身上的电线。
安全用电常识
演示电路过载现象电路中同时工作的用电器越多，功率越大，电流就越大
家庭电路与安全用电
家庭电路的组成
家庭电路的组成
家庭电路结构示意图
家庭电路中的开关、插座、用电器的连接方式
安全用电常识
安全用电
人身安全
电路安全
触电
概念
类型
单线触电
双线触电
漏电;家庭电路的两种保护措施
插座;三孔插座中的触电
试电笔的使用
电路过载现象
影响电路安全的原因
电路发生短路
电路中使用的用电器功率过大
空气断路器
1.下列关于家庭电路的说法正确的是（　　）
A．我国家庭电路的电压是36V
B．进户线上的总开关能控制整个家庭电路
C．电能表表盘的示数是用电器的实际功率
D．各个用电器能够独立工作是因为用电器之间是串联的
B
2.如图所示，用测电笔检测插座中是否有“电”，下列操作错误的是（ ）
A．笔尖插入插座
B．笔尖接触火线
C．手接触笔尖金属体
D．手接触笔尾金属电极
C
3.如图所示是家庭电路中的三孔插座和三脚插头示意图。下列说法正确的是（ ）
A．三脚插头的三个脚一样长
B．插孔E是用来接零线的
C．插孔L是用来接零线的
D．标有“E”的插脚能保证插入插座时，确保用电器外壳先接地
D
4．小刚晚上做作业时，把台灯的插头插入插座，闭合台灯开关后，他家所有的照明灯都突然熄灭，检查发现总开关已跳闸，故障可能是( )
A .台灯插头处出现了短路
B .台灯灯泡处出现了短路
C .台灯开关的两接线碰线
D .插座处出现了短路
B

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