義務(wù)教育課程標準實驗教科書《物理》(06年人教版)八年級下冊,第八章電功率第六節(jié)“生活用電常識”,教材中介紹了家庭電路的組成部分的作用,教學(xué)中應(yīng)該側(cè)重讓同學(xué)了解家庭電路中各設(shè)備、裝置的功能和作用以及正確的使用方法。但在教和學(xué)中有部分師生對電能表電流的選擇和接地保護存在誤解。筆者對作如下淺析:
1 對電能表電流選擇的誤解
對電能表電流選擇的常見誤解如:“電能表上標著一個電壓值和一個電流值,所標電壓是額定電壓,所標電流是允許通過的最大電流。一只標著‘220V 5A’的電能表,可以用在最大功率是220V×5A=1 100W的家庭電路上,如果同時使用的家用電器的總功率超過這個數(shù)值,電能表的計量會不準確甚至會燒壞?!边@種說法是不符合實際的。常見的一些據(jù)此編寫的練習題、考試題也是不合適的。例如:《新課標同步訓(xùn)練》編寫組編寫的八年級下冊《物理》(北京科學(xué)技術(shù)出版社出版2006年12月第1版),第34頁就有一練習題 :“在日常生活時,用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能可以通過電能表計量出來,電能表表盤上有幾個重要參數(shù):(1)‘220V 10A’中的‘220V’是指電能表應(yīng)接在電壓為( )V的電源上,這個電能表允許通過的最大電流為( )A。”目前各用戶所用的電能表大多是感應(yīng)系電能表。根據(jù)國家標準GB/T15283-94和國際標準IEC521-1988電能表標有兩個電流值,如10(20)A。這里所標10A為基本電流,符號Ib,是確定儀表有關(guān)特性的電流值,也有稱此電流值為標定電流。括號內(nèi)所標(20)A為額定最大電流,符號Imax,為了儀表能滿足標準規(guī)定的準確度的最大電流值。通過電能表的電流可高達其基本電流的2倍、3倍、4倍,有的高達8倍,達不到2倍的只標基本電流值。也就是說如果某用戶所裝電能表只標有一個電流值,如5A,這只是基本電流值,并非允許通過的最大電流。對于這種電能表一般地說超載到120%是不會發(fā)生問題而且能滿足電能表的準確測量。
2 對接地保護的誤解
八年級《物理》下冊教科書第55頁有這樣的敘述:“插頭上標著E導(dǎo)線和用電器的金屬外殼相連,插座上相應(yīng)的導(dǎo)線和室外的大地相連。萬一用電器的外殼和電源火線之間的絕緣損壞,使外殼帶電,電流就會流入大地,不致對人造成傷害?!逼鋵嵾@樣的說法不符合實際。主要原因是:(1)照明電路應(yīng)采用保護接零,不應(yīng)采用保護接地;(2)即使采用保護接地,其接地電阻不可能為零,同樣存在安全隱患。理由簡述如下:
根據(jù)電氣安裝規(guī)程規(guī)定,在1 000V以下中性點接地系統(tǒng)中,用電設(shè)備不允許采用保護接地。保護接地一般用在1 000V以下的中性點不接地的電網(wǎng)與1 000V以上的電網(wǎng)中;保護接零一般用在1 000V以下的中性點接地的三相四線制電網(wǎng)中,目前供照明用的380/220V中性點接地的三相四線制電網(wǎng)中廣泛采用這種保護措施。
如果在照明電路中采用保護接地,不是很安全的。我們知道觸及“碰殼”的用電器的等效電路圖如下:
其中R0為閉合回路工作電阻約為4Ω,R人為人體電阻約為1 000Ω,R接為接地電阻。如果接地電阻為4Ω,則觸電電壓約為109.8V,流過人體電流達100mA以上,只要很短的時間,就會使人窒息,心跳停止,即發(fā)生觸電事故。只有接地電阻為0.78Ω以下,加在觸電者電壓才能降到安全電壓36V以下。但實際上接地電阻為0.78Ω時的費用和工程上的難度大大增加,在經(jīng)濟、技術(shù)上都是不合算的。
1000V以下的中性點接地系統(tǒng)中,應(yīng)采用
下圖所示的保護接零,一旦某相絕緣破損與金屬外殼接觸,就會形成單相短路,電流很大,于是保險絲熔斷(或自動開關(guān)自動切斷電路),用電器脫離電源,從而避免了觸電危險。
筆者建議將教材上的“插頭上標著E導(dǎo)線和用電器的金屬外殼相連,插座上相應(yīng)的導(dǎo)線和室外的大地相連。萬一用電器的外殼和電源火線之間的絕緣損壞,使外殼帶電,電流就會流入大地,不致對人造成傷害。”改為“插頭上標著E導(dǎo)線和用電器的金屬外殼相連,插座上相應(yīng)的導(dǎo)線和室外的零線相連。萬一用電器的外殼和電源火線之間的絕緣損壞,使外殼帶電,就會形成單相短路,電流很大,于是保險絲熔斷(或自動開關(guān)自動切斷電路),用電器脫離電源,則將避免觸電危險”。
物理教學(xué)應(yīng)注重理論聯(lián)系實際,從生活走向物理,從物理走向社會。
參考文獻:
[1]《安全用電與家庭電路》.人民教育出版社,2003版
[2]《物理教學(xué)探討》2003-8-《異議接地保護》.宋建聲
[3]九年義務(wù)教育三年制初級中學(xué)物理第二冊《教師教學(xué)用書》,人民教育出版社物理室
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。