中文名 | 家庭电路中电流过大的原因 | 提供学校 | 佛山市顺德区伦教周君令中学 |
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主讲教师 | 廖洪钟 | 类 别 | 微课 |
一、实验仪器介绍: 这个仪器叫《家庭电路中电流过大的原因》演示仪,它主要由电能表,空气开关,保险丝,短路开关S2,灯泡开关S1,灯泡,插座,大功率电热水壶,以及藏在绝缘胶布下的若干导线组成。 它可以演示三个实验: 1、电路中总功率过大导致电流过大,从而烧坏保险丝。 2、短路导致电流过大,从而烧坏保险丝。 3、保险丝不能用铜丝、铁丝等代替。 二、实验方法或(实验过程) 1、 闭合开关S1,灯泡亮,电路正常,保险丝未熔断,电能表转动缓慢;闭合开关S1,插上电热水壶,闭合插座开关,电能表转动飞快,约20s,保险丝蹦出火花,保险丝被熔断。 2、 闭合开关S1, 灯泡亮,电路正常,保险丝未熔断;同时闭合开关S2,保险丝瞬间蹦出火花,保险丝被熔断。 3、 断开所有开关,把铜丝与保险丝串联,闭合开关S1,灯泡亮,电路正常,保险丝未熔断;同时闭合开关S2,保险丝瞬间蹦出火花,保险丝被熔断,铜丝未熔断。 三、实验结果与结论: 1、导致家庭电路电流过大的原因有两个:(1)电路中总功率过大;(2)短路; 2、保险丝不能用铜丝代替,选用保险丝时,应使它的额定电流等于或稍大于电路中的最大正常工作电流。 2100433B
由于家庭中电流过大这个实验比较危险,这里用微课录制实验过程,通过理论分析和实验观察,让学生知道家庭电路中电流过大的两个原因。
家庭电路 识点一 家庭电路的组成如下图所示 家庭电路的基本组成依次是: ①进户线 ②电能表 ③总开关 ④保险装置 ⑤插座 ⑥电灯 ⑦开关 ①低压进户线:给用户提供电压的线路,两条输电线,一条叫 零线,另一条叫 火线,火线和 零线之间的电压为 220V,零线与大地之间没有电压,大地与火线之间电压为 220V ②电能表: 测量用户在一段时间内消耗电能的仪表通常装在户外干路上, 在电能表的铭牌上 标有额定电压值和允许通过的最大电流值,家庭电路中使用的电能表,额定电压为 220V, 允许通过的最大电流不得小于家庭用电时的最大电流。 ③总开关: 一般是闸刀开关, 安在干路上, 控制整个电路的通与断, 以便检测电路更换设备。 ④保险装置: 常见的保险装置有老式的保险盒、 自动空气开关和漏电保护器等。 保险盒内装 有保险丝, 保险丝由电阻较大, 熔点较低的材料制成的, 当电路中电流过大时, 保险丝熔断
故障现象:保护开关经常跳闸,熔丝烧断,或电泵内的热保护器周期动作,致使电泵不出水或者一会儿出水,一会儿不出水,十几分钟一次,周而复始。电泵工作电流远大于铭牌上规定的电流值。 原因分析:(1)三相熔丝烧断、起动开关或三相闸刀开关接触不良,各接线头有松脱、线路有故障、电缆线断裂,接插件接触不良等致使电泵缺相运转。
通过计算推导了解用电器总功率过大是导致家庭电路电流过大的原因之一。简单解释生活中因用电器总功率过大而导致电流过大的现象和安全用电。会进步得更快。
通过从欧姆定律和电功率的计算公式两个角度来进一步了解用电器总功率过大是导致家庭电路电流过大的原因之一,从而加深印象为后面的实验验证打下良好基础。紧密联系生活中的现象,激发学生的兴趣和探索欲望。
信息化和节能降耗是现代社会的主旋律。以电脑为代表的信息设备极大提高了社会效率,以节能灯、变频技术为代表的节电技术大大提高了电能的利用率。随着信息技术的普及,电脑等信息设备已经成为楼宇中最主要的电气负荷之一。而随着国家加强对能耗的控制,白炽灯将在近期内全部淘汰,取而代之的是高效节能灯。然而,信息设备和LED屏、LED等这类节能设备的普及带来的一个严重后果就是谐波污染问题,主要表现为零线电流过大。
【三次谐波及危害】
在电力系统中,具有线性阻抗变化特性的常规电气设备工作时不会对电力系统提供的频率50Hz的正弦波形造成干扰影响,但随着现代电力电子技术的飞速发展,具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)应用得越来越多,这些非线性负荷工作时会造成电力系统供电频率与波形发生畸变,可以分解出不同频率的正弦波形,这部分被夹着的非50HZ交流正弦波被称为谐波,其中频率为50Hz三倍即150Hz的谐波成分则称为三次谐波;
而电脑、节能灯、LED屏、直流风机等包含单相整流电路的非线性负荷在运行时都会产生比较严重的三次谐波,在低压配电系统造成的危害也越来越常见,主要的现象包括以下几方面:
1) 零线电流过大:导致电缆发热老化,成为诱发火灾的重点隐患;
2) 变压器过温异响:限制了变压器容量的有效发挥,缩短了变压器的寿命;
3) 配电保护异常跳闸:即使线路上的负荷还没有达到配电设计容量,也会频繁跳闸,造成配电系统不稳定,影响正常供电;
4) 电能明显浪费:配电系统中存在比较大的三次谐波电流,会直接消耗掉额外的电能,造成电能的浪费。
【传统治理方法】
传统上解决三次谐波问题的方法是安装并联型滤波器来吸收消减3次谐波电流,但是无论是能精确消减的有源滤波器、还是粗略消减的无源滤波器,都仅能够解决滤波器接入点上游网侧的三次谐波问题。例如:在变压器的出线端安装一台有源或无源滤波器,都仅能减小进入变压器的谐波电流,而接入点下游负载侧谐波电流基本不受影响,因此三次谐波对负载侧的各类设备的危害依然存在,要全面解决整个配电系统上的三次谐波问题,必须安装在谐波源负载设备端全部安装与负载数量对应的大批量滤波器,成本将数倍增加大多用户都难以承受。
【最经济有效的治理方法】
北 京领 步引进航天科工技术开发成功的LB3NBF系列三次谐波电流滤波器,不仅是当前市场中能从源头上彻底治理3次谐波电流的独特产品,也是对三相四线制配电系统中相线和零线上的3次谐波电流能同时全面精确治理的专用滤波装置,该装置已经在消除3次谐波电流引发的零线电流异常增高、母排发热振荡、变压器过温异响等谐波危害方面得到了广泛的应用。
【LB3NBF功能特点】
√有效滤除整条零线上谐波电流
√减小谐波电流带来的电气火灾隐患
√可以滤除零线上 90%的 3 次谐波电流
√可以减小相线电流
√具有节能的效果
√采用专用滤波电容,可靠性高
√结构简单,安装方便,运行稳定
√减小电磁干扰
【LB3NBF产品选型】
LB3NBF 分为模块化和整机两种外形规格,两者功能相同,只是外形有所区别,目的是为了更方便满足不同项目的需求。
【产品外形预览(颜色及容量均可定制)】
【产品容量配置说明】
(1)一个基准模块化 LB3NBF 产品容量为 50A(外形如上图 1 所示),外形规格为宽 460mm×深180mm×高 280mm,400A 以下容量产品由该规格模块组合并联组成;
(2)100A 规格产品采用机架式组合方式,由两台模块化产品组合(外形如上图 2 所示),外形规格为宽 500mm×深 220mm×高 650mm;
(3)150A 和 200A 两种规格产品采用单排立柜式,分别由 3 台和 4 台模块化产品并联安装于立式柜体内(外形如上图 3 所示),外形规格为宽 600mm×深 350mm×高 1600mm;
(4)250A、300A、350A 和 400A 四种规格产品采用双排立柜式,分别由 5 台、6 台、7 台和 8台模块化产品背靠背两排并联安装于立式柜体内(外形如上图 4 所示),外形规格为宽 600mm×深 600mm×高 1600mm;
(5)400A 以上大容量规格产品可以选择上述几种规格产品进行组合并联,例如需要 500A 的LB3NBF,可以选用 200A 和 300A 的 LB3NBF 各一台;如果需要 600A,可以选用 300A 的 LB3NBF两台。
【无论单台 50A 基准模块化产品还是多台模块组合并联的较大容量产品,都有 10%的容量裕度 】