安全用电课件初中物理

安全用电初中物理视角下的生——活必修课第一章家庭电路的组成与基本知识家庭电路的三大组成部分相线火线中性线零线接地线标记为通常为红色或棕色标记为通常为蓝色通常为黄绿双色L,N,携带电压与大地电压相同防止漏电触电•220V••是电流的输入端是电流的回路保护人身安全•••触摸会导致触电正常情况下相对安全连接用电器金属外壳•••家庭电路的接线方式并联接法的优势串联的弊端家庭中的所有用电器都采用并联方式连接这种设计具有多重优点如果用电器采用串联会出现严重问题,:,:每个用电器两端电压都是保证正常工作总电压被各用电器分担•220V,•各用电器独立工作互不影响每个用电器电压不足•,•一个用电器损坏不影响其他设备一个设备断开全部停止工作••,可以独立控制每个用电器的开关不同功率设备无法正常使用••家庭电路示意图上图展示了典型的家庭电路布局从电表出发火线红色和零线蓝色分别连接到各个用电器注,意观察:01进户线从变压器接入经过电表计量用电量,02总开关控制整个家庭电路的通断紧急情况可快速切断电源,03保险装置保险丝或空气开关防止电流过大造成危险,04插座与用电器所有用电器通过并联方式连接独立工作,电压、电流与电阻的关系回顾123家庭电压欧姆定律电功率公式我国家庭电路的标准电压为伏这个220V,I=U/R P=UI电压值是经过科学测算既能满足家用电器,电流强度等于电压除以电阻这个公式告诉电功率等于电压乘以电流功率表示用电器需求又相对安全的数值,我们电压一定时电阻越小电流越大反之电消耗电能的快慢单位是瓦特功率越大:,,;,W,阻越大电流越小耗电越快产生的热量也越多,,这三个基本公式是理解电路安全问题的关键工具贯穿整个安全用电知识体系,第二章电功率过大与电流过载的危害在日常生活中我们经常会同时使用多个电器但你是否想过当用电器过多时会发生什么,,,电流过载是家庭用电中最常见的安全隐患之一理解其物理原理对于预防电气火灾至关重,要用电器总功率与电流的关系物理原理分析危险警示根据电功率公式我们可以推导出P=UI,:导线有额定电流限制超过这个值会导致,:导线温度急剧上升•绝缘材料老化加速•在家庭电路中电压恒定为因此,U220V,:极端情况下引发火灾•用电器总功率越大电路中的总电流就越大•P,I电流通过导线时会产生热量遵循焦耳定律•,Q=I²Rt电流增大产生的热量按电流平方倍增加•,当热量超过导线承受能力绝缘层熔化引发火灾•,,真实案例分析夏季用电高峰:初始状态安全计算明明家原有用电器冰箱、电视、洗衣机、照明等总功总电流低于电表标注最大电流:,I=6600÷220=30A,率5600W40A1234新增电器安全结论夏季购买空调总功率变为电流在安全范围内可以正常使用但要注意不再增加大1000W1kW,6600W,,功率电器这个案例说明了如何通过物理计算来判断用电安全性在实际生活中我们应该养成计算总功率的习惯避免电流过载的危险,,认识电表与电流标识220V10A40A表示额定工作电压为伏表示基本电流为安培正常工作电流表示最大允许电流为安培短时间峰值22010,40,电表上的标识含义是额定电流电表在此电流下能长期准确工作是最大电流超过此值电表可能损坏更重要的是电路存在严重安全隐1040A:10A,;40A,,患因此我们计算的总电流应该控制在以内最好不超过以保证安全裕度,40A,30A如何避免电流过载错峰用电安装保护装置避免同时使用多个大功率电器如空调、电热水器、微波炉等合理安排使使用符合国家标准的空气开关或保险丝选择合适规格一般家庭用或,:32A用时间先用完一个再用另一个空气开关确保在过载时自动断电,40A,计算总功率升级电路购买新电器前先计算现有电器总功率确保加上新电器后总电流不超过电表如果经常需要使用大功率电器可以考虑请专业电工升级电路更换更粗的导,,,,最大值公式总线提高电表容量:I=P÷220,第三章短路现象及其危害短路是最危险的电路故障之一在极短时间内就可能引发严重的火灾事故理解短路的物,理本质掌握预防措施是每个人都应该具备的安全知识,,什么是短路短路的定义对比:正常电路vs短路短路是指电路中相线火线与中性线零线在未经过用电器的情况下直接正常电路:接触形成阻值极小的回路,电流通过用电器电阻较大电流在安全范围通常几安培短路的物理特征,,短路状态:电阻极小几乎为零远小于正常电路:,电流骤增:根据欧姆定律I=U/R,电阻趋近于零时,电流趋近于无穷大电流不经过用电器,电阻接近零,电流可达数百甚至数千安培瞬间发热根据电流平方倍增加导致热量剧增:Q=I²Rt,温度飙升导线温度在瞬间可达数百摄氏度:短路的常见原因电线绝缘层破损或老化长期使用导致绝缘层磨损、裂开或因鼠咬、钉子穿刺等外力破坏使火,,线和零线裸露接触这是最常见的短路原因特别是在老旧建筑中,用电器进水水是导体当电器内部进水时水会在火线和零线之间形成导电通路造成,,,短路浴室、厨房等潮湿环境尤其需要注意防水电路改装不当非专业人员私自改装电路接线错误或绝缘处理不当导致火线零线接,,触装修时一定要请有资质的电工进行电路施工预防这些情况的关键是定期检查电线状态发现破损及时更换保持电器干燥电路改造必须由专业人员操作:,;;短路引发火灾的物理原理焦耳定律的应用短路引发火灾的过程可以用焦耳定律精确解释:其中是产生的热量是电流是电阻是时间Q,I,R,t热量剧增电流暴增虽然短路点电阻极小但导线本身仍有电阻由于热量与电流的平方成,短路时电阻R趋近于零,根据I=U/R,电流I暴增至正常值的数百倍,可达几正比,电流增大100倍,热量增加10000倍!百甚至上千安培引燃周围温度飙升高温导线点燃绝缘层和周围的可燃物如木材、纸张、布料等迅速引发,,巨大的热量在极短时间内释放,导线温度瞬间升至数百度,足以熔化铜线火灾和绝缘层短路的视觉警示上图展示了短路的电路示意和可能造成的严重后果左图中可以清楚看到当火线和零线,直接接触时电流不经过用电器形成低阻回路右图展示了短路引发火灾的真实场景,,——这样的悲剧每年在全国各地都有发生造成巨大的生命和财产损失,据统计电气火灾占所有火灾的以上其中短路是最主要的原因安装合格,30%,的漏电保护器和空气开关可以在短路发生时立即切断电源是预防短路火灾的,有效措施第四章触电事故及防护知识触电是指人体接触带电体电流通过人体流入大地或其他导体对人体造成伤害甚至死亡,,的事故了解触电的类型、危害和急救方法是保护生命安全的重要知识,触电的成因与类型低压触电家庭电路220V12单线触电双线触电人站在地面上身体某部位接触火线电流从火线经人体流入大地这人体同时接触火线和零线电流从火线经人体流向零线这种触电方式,,,是最常见的触电方式家庭中多数触电事故属于此类更加危险即使人不接触地面也会触电且电流更大,,,高压触电高压输电线路12电弧触电跨步电压触电人体靠近高压带电体到一定距离时强电场击穿空气产生电弧电流通高压线落地时电流从接地点向四周扩散人的两脚之间存在电压差,,,,,过电弧和人体流入大地即使不直接接触也会触电电流从一只脚经人体流向另一只脚造成触电,触电对人体的危害电流通过人体时,会对神经系统、循环系统和呼吸系统造成严重损害危害程度与通过人体的电流大小、持续时间、电流路径等因素有关18-10感知电流摆脱电流人体刚能感觉到的最小电流,约1mA产生轻微麻刺感,通常无危险8-10mA时,手掌感到剧烈疼痛,肌肉强烈收缩,难以自主摆脱电源,非常危险25-5090-100致命电流极度危险25-50mA时,呼吸困难,心脏功能紊乱,严重时导致心脏麻痹,数分钟内可能死亡90-100mA或更大电流,心脏立即停止跳动,呼吸中枢麻痹,短时间内死亡,几乎无救需要特别注意:人体的安全电流约为10mA,安全电压为不高于36V家庭电路220V远超安全电压,触电后果极其严重触电急救步骤第一步:立即切断电源迅速拉下电闸、拔掉插头或关闭总开关这是最安全有效的方法如果开关距离较远要尽快找到并关闭,第二步:使用绝缘工具如无法快速切断电源用干燥的木棒、塑料棒、橡胶制品等绝缘物体将触电者与电源分离绝对不能用金属或潮湿的物体,第三步:不可徒手接触严禁直接用手拉触电者此时触电者身体带电救援者会遭到电击如必须移动触电者救援者应站在干燥的木板或橡胶垫上戴上绝缘手套!,,,第四步:实施急救脱离电源后立即检查触电者呼吸和心跳如已停止立即进行心肺复苏胸外按压和人工呼吸交替进行同时拨打急救电话,,CPR:120第五步:等待专业救援持续急救直到专业医护人员到达即使触电者恢复意识也必须送医检查因为电流可能造成内部器官损伤,,时间就是生命触电后分钟内开始抢救成功率约超过分钟生还希望极小因此快速正确的急救至关重要!4,50%;10,触电急救操作图示上方主图展示了使用绝缘棒挑开电线使触电者脱离电源的正确方法下方三张图依次展示了切断电源开关、实施心肺复苏术、拨打急救电话的关键步:骤牢记救援原则先断电后救人不直接接触触电者尽快实施心肺复苏及时呼叫专业救援:,;;;第五章防雷知识与高压电安全雷电是大自然中最壮观也最危险的现象之一一次闪电可以释放高达数十亿伏的电压和数万安培的电流威力巨大同时高压输电线路也存在特殊的触电风险了解这些知识,,,能够在关键时刻保护我们的生命安全雷电的危害与防护雷电的物理特性建筑物的防雷装置雷电本质上是云层与大地之间的大规模放电现象具有以下特点,:01避雷针超高电压可达数亿至数十亿伏特:强大电流瞬时电流可达万安培:2-30安装在建筑物最高处用于吸引雷电,高温闪电通道温度可达万摄氏度是太阳表面温度的倍:3,5极快速度闪电速度接近光速的三分之一:02引下线雷电击中人体或建筑物会造成严重的灼伤、休克甚至死亡也可能引发火,,灾连接避雷针和接地装置提供低阻通路,03接地装置将雷电流安全导入大地保护建筑物,高压输电线路也会架设防雷导线避雷线架设在相线上方用于引导雷电流,,入大地雷电天气的安全措施室内安全户外避险尽快进入有防雷装置的建筑物内立即寻找低洼地带采取低姿势蹲下••,关闭门窗远离窗户、阳台双脚并拢尽量减小与地面的接触面积•,•,不要使用固定电话可使用手机远离高大物体树木、电线杆、烟囱等•,•:拔掉家电插头避免雷击产生的电涌损坏电器远离金属物体栅栏、铁丝网、金属管道等•,•:不要触摸金属管道、水龙头等与大地连接的导体不要在山顶、山脊、空旷场地停留••不要躲在孤立的大树下不要到小棚屋避雨•,车辆与水域集体避险车内汽车是相对安全的避雷场所车体形成法拉第笼效应关好车窗如果是集体户外活动人与人之间保持米距离:,,•,3-5不要接触车内金属部件不要挤在一起避免群体雷击事故•,水域立即上岸并远离水边水是导体在水中或水边极易遭雷击游:,,如有人遭雷击立即实施心肺复苏并呼叫急救•,泳、钓鱼等活动必须立即停止高压电触电的特殊危险为什么高压电更危险高压输电线路如、、的危险性远超家庭电路主要体现在两个方面110kV220kV500kV,:电弧触电跨步电压触电击穿空气高压电场强度极大能够击穿空气形成电弧人体不需要直接产生原理当高压线落地时大电流从接地点向周围地面扩散形成以接地:,:,,接触高压线只要靠近到一定距离如线路安全距离至少米空气点为圆心的电位分布在地面上距接地点越近电位越高越远电位越,500kV,5,,,;,就会被击穿形成放电通道电流通过电弧进入人体低人的两脚站在不同电位的点上就会产生电压差这就是跨步电压,,,,放电距离电压越高击穿空气的距离越远约击穿厘米空危险性跨步电压会使电流从一只脚经腿部、躯干流向另一只脚尽管电:,10kV10:,气约米可达米以上压不如直接触电大但仍可能致命,110kV1,500kV5,防护措施看到高压警示标志务必远离不要攀爬高压铁塔不要靠近断落正确逃离发现附近高压线落地切勿奔跑应双脚并拢或单脚跳跃离开危:,!,:,!的高压线不要在高压线下放风筝、钓鱼险区至少米以外双脚并拢可以保证两脚处于相同电位避免跨步,8-10,电压单脚跳跃也能避免形成电流通路;高压输电线与避雷装置输电铁塔支撑高压线通常高度米铁塔本身接地良好,40-100,防雷导线架设在最上方保护下方的相线免受雷击也称避雷线,,高压相线传输电能的导线电压从几万伏到几十万伏不等,绝缘子隔离高压线与铁塔防止漏电通常为陶瓷或玻璃制成,,图中可以看到避雷导线位于铁塔最顶端形成保护伞将雷电引入铁塔和大地高压线路周围会,,,设置警示牌标明电压等级和安全距离务必遵守这些警示保持安全距离,,第六章安全用电的良好习惯与注意事项安全用电不仅需要掌握物理知识更需要在日常生活中养成良好的用电习惯许多触电事,故和电气火灾都是由于疏忽大意、违规操作造成的让我们一起学习安全用电的实用技巧将知识转化为行动,安全用电小贴士不用湿手触摸电器电器进水断电处理定期检查电线绝缘使用合格保护装置水是导体湿手电阻大大降低极易触电器进水后立即切断电源拔掉插至少每半年检查一次家中电线发现购买正规厂家生产的插座、插头、,,,,,电使用电器前务必擦干双手浴室头不要试图开机待完全晾干或请老化、破损、裸露立即更换特别接线板家中安装漏电保护器和空,,插座要使用防溅型专业人员检修后再使用注意电器电源线和插头接口处气开关定期测试保护功能是否正,常更多安全提示不要用手触摸灯泡灯座的金属部分不要私自拆卸、维修电器应请专业人员,电器使用完毕及时断电长期不用应拔掉插头,不要在电线上晾晒衣物不要用金属导体触碰电源,发现有人触电先断电再救人不要盲目施救,,课堂互动分享你的用电经历:讨论话题常见案例1家里突然跳闸了怎么办亲身经历•手机充电器发烫是否正常•你或你身边的人是否遇到过用电安全问题当时是什么情况插座冒火花是什么原因•电器漏电有什么感觉•2应对措施雷雨天能否使用电脑•面对这些问题你们是如何处理的处理方式是否正确,接线板能否连接接线板•3经验教训通过分享交流我们可以从他人的经验中学习避免重复犯错共,,,同提高安全用电意识从这些经历中学到了什么今后会如何避免类似问题总结与呼吁物理知识1安全意识2良好习惯3保护生命4课程回顾行动呼吁通过本课程的学习,我们系统了解了:电是现代生活不可或缺的能源,为我们带来光明和便利,但也是潜在的危险源一次疏忽可能造成无法挽回的悲剧

1.家庭电路的基本组成和工作原理

2.电功率过大和短路的危害及预防让我们从现在开始:

3.触电事故的类型、危害和急救方法•将所学知识应用到日常生活中

4.雷电和高压电的特殊危险性•养成安全用电的良好习惯

5.日常生活中的安全用电习惯•向家人朋友传播安全知识•发现安全隐患及时整改•做安全用电的小卫士安全无小事,生命大于天掌握物理知识,增强安全意识,让我们共同创造一个安全、健康的用电环境,保护自己和家人的生命安全!。