师:同学们,今天我们一起来学习粤教版物理必修第三册第四章第五节“家庭电路与安全用电”。
首先,我们来讲讲家用电器。家用电器,简称家电,像电视机、空调机、电冰箱、洗衣机、录像机、音响系统、微波炉、电磁炉、电热水器、电饭煲、电风扇、电暖气等等都属于家电。目前,家电总体朝着数字化、智能化和网络化的方向发展。家电一般包含控制部分、工作部分和安全部分。控制部分用于调控家电运转,工作部分是实现家电功能的核心,安全部分则是防止因各种原因损害家电或引发事故。
接下来看看电视机,它是常用家电。按成像原理不同,显示器有阴极射线管电视机、液晶电视机和等离子电视机。阴极射线管电视机是我们小时候常见的传统电视机,缺点是耗电量大、成像不清晰等。液晶电视机图像更清晰,但因其背光发光源含汞,逐渐被发光二极管(LED)电视机取代。LED 电视机更节能、环保,图像也更清晰。等离子电视机成像更清晰,屏幕能做得更大。
再说说空调机,早年的空调只能恒定制冷或制热,效率低、耗能大。现在的空调机采用变频技术和传感技术,向智能化、人性化发展,操作更简便,使用更舒适。比如变频空调,启动时用大功率、大风量快速制冷或制热,接近设定温度后,以低功率、低风量精准靠近设定温度,更节能、环保、高效。
洗衣机分为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。波轮式洗衣机体积小、重量轻、耗电量小、省时间,但对衣物磨损率较高。滚筒式洗衣机容量大,对衣物磨损小,洗涤范围广,不过洗涤时间长。随着科技发展,还出现了具有臭氧去污、电磁去污等功能的新型洗衣机。
微波炉是利用微波加热食物的家电,主要由磁控管、炉腔电源以及控制系统组成。微波炉为什么能加热食物呢?因为微波是一种电磁波,具有反射、穿透、吸收三种特性。微波碰到金属会反射回来,所以微波炉内壁用经特殊处理的钢板制成,利用反射让微波在炉内来回穿透食物,加强热效率,但炉内不能用金属容器,否则会影响加热时间。微波对一般的瓷器、玻璃、耐热塑料、木器、竹器等有穿透作用,这些可作为微波烹调的最佳器皿。各类食物能吸收微波,使食物分子震动产生大量热能,富含水分或脂肪的食物能量转换尤为显著。微波炉正是利用这些特性制作而成。微波炉外壳用不锈钢等金属材料制成,可阻挡微波逃出,装食物的容器用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管,能产生每秒振动频率约为 24.5 亿次的微波,这种微波能穿透食物达 5 厘米深,使食物中的水分子振动,产生大量热,从而快速煮熟、加热食物。
接着介绍电磁炉,它利用电磁感应原理制成,电流通过线圈产生磁场,使放在灶台上的铁锅或不锈钢锅体产生感应电流发热,进而加热食物。基于此原理,电磁炉有以下优点:一是热效率高,可达 80% - 85%,能有效节约能源;二是烹调时无明火、无废气、无烟尘排放,利于净化空气和环境保护;三是电磁炉本身不发热,有利于防止火灾发生;四是采用微电脑控制,体积不大,重量轻,操作简单,使用方便;五是有自动断电功能,一旦食物烧干,锅具过热,电磁灶就会自动断电并停止加热,更加安全。微波炉和电磁炉都能加热食物,但原理不同。微波炉利用微波进入食物内部使分子震动加热,使用时要注意不能选金属器皿,因为金属会阻挡微波。而电磁炉利用电磁感应原理,放在上面的锅具必须是金属的,否则不能产生电流发热。所以,了解它们的工作原理才能正确使用。
下面讲讲家庭电路。常见家庭电路一般由供电线路、电能表、总开关、保险设备、插座、导线、用电器等组成。供电线路,家庭电路的低压供电线路有两根线,一根叫火线,另一根叫零线,它们之间有 220 伏交流电压。用试电笔判断,能使试电笔氖管发光的是火线,不发光的是零线,实际上还有第三根线叫地线,在三孔插座中会用到。电能表,要接在供电线路接其他元件前的干路上,用于测量用户在一定时间内消耗的电能。电能单位是千瓦时,也叫度。一度电就是一个 1 千瓦的用电器连续工作一小时所消耗的电量。1 度电等于 3.6×10?焦耳,这是因为计算焦耳要使用国际单位制,1 千瓦换算成 1000 瓦,一小时换算成 3600 秒,1000×3600 = 3.6×10?焦耳。总空气开关,又称电空气断路器,是电路中电流超过额定电流就会自动断开的装置。安装在电能表之后,专线空气开关之前,家庭电路电流都流经它,电流过大时自动断开,保护安全。有时用双刀开关同时控制火线、零线断开,有时用单刀开关只控制火线断开。漏电保护开关,可在线路漏电时保护用电者人身安全。插座,在家庭电路中为可移动电器供电,分为固定插座和可移动插座,又可分为两孔插座和三孔插座。两孔插座连火线和零线,三孔插座两个孔连火线和零线,另一个孔接地,三角插头插入时,能把用电器金属外壳和大地相连,保护使用者安全。用电器,各用电器之间并联,两端电压均为 220 伏。用电器控制开关要接在火线上,不允许接在零线上,大功率家电需用专线连接。
