中文名 | 家庭電路中電流過大的原因 | 提供學校 | 佛山市順德區(qū)倫教周君令中學 |
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主講教師 | 廖洪鐘 | 類 別 | 微課 |
一、實驗儀器介紹: 這個儀器叫《家庭電路中電流過大的原因》演示儀,它主要由電能表,空氣開關(guān),保險絲,短路開關(guān)S2,燈泡開關(guān)S1,燈泡,插座,大功率電熱水壺,以及藏在絕緣膠布下的若干導線組成。 它可以演示三個實驗: 1、電路中總功率過大導致電流過大,從而燒壞保險絲。 2、短路導致電流過大,從而燒壞保險絲。 3、保險絲不能用銅絲、鐵絲等代替。 二、實驗方法或(實驗過程) 1、 閉合開關(guān)S1,燈泡亮,電路正常,保險絲未熔斷,電能表轉(zhuǎn)動緩慢;閉合開關(guān)S1,插上電熱水壺,閉合插座開關(guān),電能表轉(zhuǎn)動飛快,約20s,保險絲蹦出火花,保險絲被熔斷。 2、 閉合開關(guān)S1, 燈泡亮,電路正常,保險絲未熔斷;同時閉合開關(guān)S2,保險絲瞬間蹦出火花,保險絲被熔斷。 3、 斷開所有開關(guān),把銅絲與保險絲串聯(lián),閉合開關(guān)S1,燈泡亮,電路正常,保險絲未熔斷;同時閉合開關(guān)S2,保險絲瞬間蹦出火花,保險絲被熔斷,銅絲未熔斷。 三、實驗結(jié)果與結(jié)論: 1、導致家庭電路電流過大的原因有兩個:(1)電路中總功率過大;(2)短路; 2、保險絲不能用銅絲代替,選用保險絲時,應使它的額定電流等于或稍大于電路中的最大正常工作電流。 2100433B
由于家庭中電流過大這個實驗比較危險,這里用微課錄制實驗過程,通過理論分析和實驗觀察,讓學生知道家庭電路中電流過大的兩個原因。
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評分: 4.5
家庭電路 識點一 家庭電路的組成如下圖所示 家庭電路的基本組成依次是: ①進戶線 ②電能表 ③總開關(guān) ④保險裝置 ⑤插座 ⑥電燈 ⑦開關(guān) ①低壓進戶線:給用戶提供電壓的線路,兩條輸電線,一條叫 零線,另一條叫 火線,火線和 零線之間的電壓為 220V,零線與大地之間沒有電壓,大地與火線之間電壓為 220V ②電能表: 測量用戶在一段時間內(nèi)消耗電能的儀表通常裝在戶外干路上, 在電能表的銘牌上 標有額定電壓值和允許通過的最大電流值,家庭電路中使用的電能表,額定電壓為 220V, 允許通過的最大電流不得小于家庭用電時的最大電流。 ③總開關(guān): 一般是閘刀開關(guān), 安在干路上, 控制整個電路的通與斷, 以便檢測電路更換設(shè)備。 ④保險裝置: 常見的保險裝置有老式的保險盒、 自動空氣開關(guān)和漏電保護器等。 保險盒內(nèi)裝 有保險絲, 保險絲由電阻較大, 熔點較低的材料制成的, 當電路中電流過大時, 保險絲熔斷
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評分: 4.7
故障現(xiàn)象:保護開關(guān)經(jīng)常跳閘,熔絲燒斷,或電泵內(nèi)的熱保護器周期動作,致使電泵不出水或者一會兒出水,一會兒不出水,十幾分鐘一次,周而復始。電泵工作電流遠大于銘牌上規(guī)定的電流值。 原因分析:(1)三相熔絲燒斷、起動開關(guān)或三相閘刀開關(guān)接觸不良,各接線頭有松脫、線路有故障、電纜線斷裂,接插件接觸不良等致使電泵缺相運轉(zhuǎn)。
通過計算推導了解用電器總功率過大是導致家庭電路電流過大的原因之一。簡單解釋生活中因用電器總功率過大而導致電流過大的現(xiàn)象和安全用電。會進步得更快。
通過從歐姆定律和電功率的計算公式兩個角度來進一步了解用電器總功率過大是導致家庭電路電流過大的原因之一,從而加深印象為后面的實驗驗證打下良好基礎(chǔ)。緊密聯(lián)系生活中的現(xiàn)象,激發(fā)學生的興趣和探索欲望。
信息化和節(jié)能降耗是現(xiàn)代社會的主旋律。以電腦為代表的信息設(shè)備極大提高了社會效率,以節(jié)能燈、變頻技術(shù)為代表的節(jié)電技術(shù)大大提高了電能的利用率。隨著信息技術(shù)的普及,電腦等信息設(shè)備已經(jīng)成為樓宇中最主要的電氣負荷之一。而隨著國家加強對能耗的控制,白熾燈將在近期內(nèi)全部淘汰,取而代之的是高效節(jié)能燈。然而,信息設(shè)備和LED屏、LED等這類節(jié)能設(shè)備的普及帶來的一個嚴重后果就是諧波污染問題,主要表現(xiàn)為零線電流過大。
【三次諧波及危害】
在電力系統(tǒng)中,具有線性阻抗變化特性的常規(guī)電氣設(shè)備工作時不會對電力系統(tǒng)提供的頻率50Hz的正弦波形造成干擾影響,但隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,具有非線性阻抗特性的電氣設(shè)備(又稱為非線性負荷)應用得越來越多,這些非線性負荷工作時會造成電力系統(tǒng)供電頻率與波形發(fā)生畸變,可以分解出不同頻率的正弦波形,這部分被夾著的非50HZ交流正弦波被稱為諧波,其中頻率為50Hz三倍即150Hz的諧波成分則稱為三次諧波;
而電腦、節(jié)能燈、LED屏、直流風機等包含單相整流電路的非線性負荷在運行時都會產(chǎn)生比較嚴重的三次諧波,在低壓配電系統(tǒng)造成的危害也越來越常見,主要的現(xiàn)象包括以下幾方面:
1) 零線電流過大:導致電纜發(fā)熱老化,成為誘發(fā)火災的重點隱患;
2) 變壓器過溫異響:限制了變壓器容量的有效發(fā)揮,縮短了變壓器的壽命;
3) 配電保護異常跳閘:即使線路上的負荷還沒有達到配電設(shè)計容量,也會頻繁跳閘,造成配電系統(tǒng)不穩(wěn)定,影響正常供電;
4) 電能明顯浪費:配電系統(tǒng)中存在比較大的三次諧波電流,會直接消耗掉額外的電能,造成電能的浪費。
【傳統(tǒng)治理方法】
傳統(tǒng)上解決三次諧波問題的方法是安裝并聯(lián)型濾波器來吸收消減3次諧波電流,但是無論是能精確消減的有源濾波器、還是粗略消減的無源濾波器,都僅能夠解決濾波器接入點上游網(wǎng)側(cè)的三次諧波問題。例如:在變壓器的出線端安裝一臺有源或無源濾波器,都僅能減小進入變壓器的諧波電流,而接入點下游負載側(cè)諧波電流基本不受影響,因此三次諧波對負載側(cè)的各類設(shè)備的危害依然存在,要全面解決整個配電系統(tǒng)上的三次諧波問題,必須安裝在諧波源負載設(shè)備端全部安裝與負載數(shù)量對應的大批量濾波器,成本將數(shù)倍增加大多用戶都難以承受。
【最經(jīng)濟有效的治理方法】
北 京領(lǐng) 步引進航天科工技術(shù)開發(fā)成功的LB3NBF系列三次諧波電流濾波器,不僅是當前市場中能從源頭上徹底治理3次諧波電流的獨特產(chǎn)品,也是對三相四線制配電系統(tǒng)中相線和零線上的3次諧波電流能同時全面精確治理的專用濾波裝置,該裝置已經(jīng)在消除3次諧波電流引發(fā)的零線電流異常增高、母排發(fā)熱振蕩、變壓器過溫異響等諧波危害方面得到了廣泛的應用。
【LB3NBF功能特點】
√有效濾除整條零線上諧波電流
√減小諧波電流帶來的電氣火災隱患
√可以濾除零線上 90%的 3 次諧波電流
√可以減小相線電流
√具有節(jié)能的效果
√采用專用濾波電容,可靠性高
√結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,運行穩(wěn)定
√減小電磁干擾
【LB3NBF產(chǎn)品選型】
LB3NBF 分為模塊化和整機兩種外形規(guī)格,兩者功能相同,只是外形有所區(qū)別,目的是為了更方便滿足不同項目的需求。
【產(chǎn)品外形預覽(顏色及容量均可定制)】
【產(chǎn)品容量配置說明】
(1)一個基準模塊化 LB3NBF 產(chǎn)品容量為 50A(外形如上圖 1 所示),外形規(guī)格為寬 460mm×深180mm×高 280mm,400A 以下容量產(chǎn)品由該規(guī)格模塊組合并聯(lián)組成;
(2)100A 規(guī)格產(chǎn)品采用機架式組合方式,由兩臺模塊化產(chǎn)品組合(外形如上圖 2 所示),外形規(guī)格為寬 500mm×深 220mm×高 650mm;
(3)150A 和 200A 兩種規(guī)格產(chǎn)品采用單排立柜式,分別由 3 臺和 4 臺模塊化產(chǎn)品并聯(lián)安裝于立式柜體內(nèi)(外形如上圖 3 所示),外形規(guī)格為寬 600mm×深 350mm×高 1600mm;
(4)250A、300A、350A 和 400A 四種規(guī)格產(chǎn)品采用雙排立柜式,分別由 5 臺、6 臺、7 臺和 8臺模塊化產(chǎn)品背靠背兩排并聯(lián)安裝于立式柜體內(nèi)(外形如上圖 4 所示),外形規(guī)格為寬 600mm×深 600mm×高 1600mm;
(5)400A 以上大容量規(guī)格產(chǎn)品可以選擇上述幾種規(guī)格產(chǎn)品進行組合并聯(lián),例如需要 500A 的LB3NBF,可以選用 200A 和 300A 的 LB3NBF 各一臺;如果需要 600A,可以選用 300A 的 LB3NBF兩臺。
【無論單臺 50A 基準模塊化產(chǎn)品還是多臺模塊組合并聯(lián)的較大容量產(chǎn)品,都有 10%的容量裕度 】