高中优秀教材-用电常识漫谈李叶奎，刘艳明.doc

1 第一讲用电漫谈课程概述电已经成为每个人生活的必需,而关于电的大量概念应运而生,作为社会中的一员, 作为一个高中毕业生, 应该了解一些生活中常见的名词, 并知道一些为什么, 而不会出现去买“扭扣电池”说成“卖电子”之类的笑话。家庭生活现代化, 不管是城市或农村, 大量的家用电器涌入家庭, 家用电器的挑选和使用,以及安全用电本课程的教学目的: 使学生认识家庭电路的一般布线和电线的挑选。家用电器如电视机、电冰箱、微波炉、电磁炉、热水器、洗衣机等家用电器的一般原理和挑选。介绍一些新一代的家用电器原理经:如 3D 电视,空气能热水器等对家庭电路故障的一般认识。直流电和交流电一、直流电和交流电的区别生活中我们会看到 DC或“—”; AC或“~”是什么意思? DC或“—”; 表示直流电; AC或“~”表示交流电。如图 1-1 哪些是交流电,哪些是直流电 ABCD 图 1- 1 A 为正弦式交流电,也就是国家电网提供给我们用户的电,俗称市电 B 为直流电, ,是正弦式交流电经过半波整流后的形状,常用来给某用电池充电 C 为直流电,又称稳恒电流,是电池手机等小电器所需要的电流 D 为直流电,是电视机中用于扫描的电流如图 1-2 所示, 当直流电通过用电器时, 通过电路的电流方向不变;而当交流电通过用电器时,电流方向会用周期性改变, 也可以说,交流电中没有象直流电中的“正”“负”极,所以在交流电中我们看不到标注“正”“负”。那“火线”和“零线”是怎么回事呢?火线与只不过是电流传输过程中采取的一种方法,具体等以后章节中再作仔细分析二、如何描述交流电对于恒定电流(如图 1-3) ,描述很简单,如图 U= ,因为它是一个不随时间变化的量,所以电路中的电流也是一个恒定不变的值。图1-2 22 mUU?而对于图 1-4 所示的交流电, 它的大小的方向时刻在改变, 311V 是这一交流电的最大值, 表示它变化的快慢,它都与交流电本身有关,因此在描述交流电时,这两个物理都必需明确表示。其实本图说是我们家用的电压图(俗称波形图)。图中 311 V我们称为最大值( 或峰值) 用Um表示, 则U m= 311 V 50Hz 称为频率, 则每秒钟完成的次数,用f 表示,则 f= 50Hz s表示周期,则正弦函数的周期,用T表示,则 T= s,它与频率的关系: f T 1?除图象表示交流电外,我们还可以用数学函数来表示交流电,则 u=311sin314 t(V) 我们使用交流电,电灯光为什么不会有一闪一闪的感觉,那是因为变化的太快了,我们有视觉暂留,所以感觉到电灯,日光灯好象是连续发光的。那么与我们说的 220 V有什么关系呢? 图1 -5 图1 -6 如图1-5 ; 图1-6所示, 当我们把这两个电输到同一电阻上时, 发现它们在相同时间内产生的热量相同, 我们就把这个直流电的电压值称为这个交流电的有效值, 用字母 U表示,则U= 220 V,即它们的发热效果相同,在科学上我们也把这种方法叫等效替代法。所以我们平时所说的交流电都是指有效值在平时对交流电的描述中,没有特殊说明的都是有效值,“ 220 V 100 W”都是指有效值,它正常工作时的电流为 A指的也是有效值。同样所以我们又可以把家庭用电的数学表达式写为三、几个名词整流:将交流电变成直流电的过程,一般有半波整流;全波整流和桥式整流几种。如生活中的给手机充电,就必需把交流电先变成直流电。逆变:将直流电变成交流电的过程,是整流的逆过程,一般有机械式和电子式。 U/V -3图1-42 mII?)(100 sin 2220 Vtu?? 3 第二讲高压输电问题的由来: 平时我们在使用手机, 遥控器等电器都不会触电; 而电灯, 高压线都可能触电,如果我们的电灯,输电等也用这种电压,那就不会出现触电的事故吗? 一、高压有什么好处若让两上额定电压不同、额定功率相同的灯泡正常发光, 若用相同的电路供电, 即两条线路的电阻相同,图 2-1 中已标明各个数据: 从图中数据可以明显看出,甲图的效率为 91% 。而乙图的效率只有 29% ,甲图线路上损失的电压为 % 。而乙图的效率只有 71% 。说明电压越高, 在相同线路上损失的电压和功率都越少,也就是效率更高。二、高压等级电压越高,输送时损失越少,但电压越高,对人越不安全。因此,实际生活中将按照不同的用途和需要, 选择合适的电压值: 我国最高交流电压等级是 1000KV (长治--- 荆门线),于 200 8 年 12月 30 日投入运行。在建输电线路(向家坝- 上海,锦屏- 苏南特高压直流 800kV ), 其下有 500 、 330 、 220 、 110 、( 60 )、 35、 10KV , 380/220