資源簡介

(共24張PPT)
第3節 跨學科實踐:為家庭電路做設計
新課導入
在生活中，家庭中燈、空調、冰箱等電器需通過電路供電，才能正常運行，電路如同電器的“生命線”，其安全性關乎家庭用電安全。
空調
電暖器
熱水器
1. 尋找家庭用電中的安全隱患，總結歸納出家庭用電的注意事項。（重點）
2. 培養收集和處理信息的能力，激發探究和創新的欲望。（重點）
學習目標
知識點1　項目提出
新知講解
裝修中的物理問題
生活場景：
"小明家正在重新裝修，父母想改造老舊的電路系統：
新增空調、智能馬桶等大功率電器
廚房需要增加多個智能插座
書房要布置雙回路照明系統"
"原有電路存在隱患：
多個大功率電器共用插座
配電箱未設置漏電保護"
知識點2　項目分析
新知講解
解密家庭電路設計的三大黃金法則
1：家庭總功率計算
【算一算】小明家電器清單：
- 空調：2000W - 冰箱：150W - 電視機：300W - 電熱水器：2500W
問：當廚房同時使用微波爐（1000W）和電飯煲（800W）時，總功率是否超過4000W？
（答案：總功率= (2000+150+300+2500+1000+800)×0.8=5480W 已超過）
總功率 = 所有電器功率之和 × 0.8（同時使用系數）
知識點2　項目分析
新知講解
2：分支回路規劃指南
三類回路劃分
回路類型 包含區域 安全要點
大功率專用回路（紅色） 空調/熱水器/廚房 獨立斷路器+4mm 銅線
普通插座回路（藍色） 臥室/客廳普通插座 2.5mm 銅線+過載保護
照明回路（綠色） 全屋燈具 1.5mm 銅線+分區控制
知識點2　項目分析
新知講解
3：安全設計紅綠燈
安全要素三重檢查：
導線選擇原則 ：電器總電流 < 導線安全載流量 × 80%
舉例：3000W熱水器電流=3000/220≈13.6A → 需選載流量≥17A的導線
2斷路器配置口訣：
"功率算電流，型號往上走 ,照明選10A，插座16A夠 ,空調熱水器，25A才不愁"
3防觸電設計 ：漏電保護器必須裝在總閘,金屬外殼電器必須接地線
知識點2　項目分析
新知講解
【安全紅綠燈】
絕對禁止：
帶電操作設計驗證
擅自打開真實配電箱
必須做到：
設計前斷開所有電源
用彩筆代替真實電線
家長在場才能查看電箱
知識點3 項目實施
新知講解
四步打造安全家庭電路
步驟一：偵探行動——用電需求大調查
功率獲取秘籍：
查看電器銘牌標簽
老師提供的《常見家電功率手冊》
知識點3 項目實施
新知講解
四步打造安全家庭電路
房間區域 主要電器 功率(W) 使用時間 特殊需求
客廳 空調、電視機 2000+300 4小時/天 空調需獨立回路
廚房 電飯煲、微波爐 800+1000 1小時/天 遠離水源
衛生間 電熱水器、吹風機 2500+1200 0.5小時/天 必須安裝漏電保護器
知識點3 項目實施
新知講解
步驟二：分支回路規劃指南
設計原則：
空調回路電流計算：I=P/U=2000W/220V≈9.1A → 選10A導線（含安全余量）
廚房回路負載限制：總功率≤3500W（參考值）
四步打造安全家庭電路
知識點3 項目實施
新知講解
回路類型 包含區域 導線規格 斷路器選擇 安全提示
大功率專用回路 空調、電熱水器 4mm 銅線 DZ47-25 C25 禁止與其他電器共用插座
普通插座回路 臥室、客廳普通插座 2.5mm 銅線 DZ47-16 C16 單回路插座≤8個
照明回路 全屋燈具 1.5mm 銅線 DZ47-10 C10 分區控制開關
知識點3 項目實施
新知講解
步驟三：配電設備選型表
設備類型 選擇參數 適用場景 安全標準
斷路器 額定電流＞1.2倍工作電流 空調回路選25A型 帶過載和短路雙保護
銅芯導線 載流量＞最大工作電流 4mm 導線載流量≈25A PVC絕緣層無破損
插座 大功率電器選16A規格 電熱水器專用插座 帶防水蓋（衛生間）
知識點3 項目實施
新知講解
步驟四：方案評估檢查表
[ ] 所有金屬外殼電器接地線
[ ] 總功率×0.8 ≤ 電表容量（示例：5460W×0.8=4368W ≤ 40A×220V=8800W）
[ ] 潮濕區域使用防濺插座
[ ] 配電箱分層設置：總閘→漏保→分路斷路器
知識點3 項目實施
新知講解
安全與注意事項！
危險操作 正確做法
多個大功率電器插同一插座 空調/熱水器獨立專用回路
用銅絲代替保險絲 選用匹配規格的斷路器
濕手操作開關 先斷開電源再檢修
展示交流
新知講解
課堂活動設計：
小組匯報、頭腦風暴：補充創新建議
研究報告框架指導：問題-數據-方案-驗證
展示要素 具體要求
電路圖 手繪/打印戶型圖標注回路（紅/藍/綠區分類型）
數據表 包含總功率、導線規格、斷路器型號三列數據
安全說明 用 標注重點防護措施
展示交流（安全用電總結表）
新知講解
安全原則 對應設計案例 危險行為警示
不接觸低壓帶電體 配電箱標注"危險！嚴禁觸碰" 濕手拔插頭
不多個大功率電器同時使用 獨立回路限制微波爐與烤箱不同時啟用 空調+電暖器共用一個插座
斷電操作 設計總閘位置明顯且易操作 帶電更換燈泡
例題1
在家庭電路設計項目中，第一步應該做什么？（ ）
A. 直接繪制電路設計圖
B. 統計家中所有電器的功率
C. 購買新型斷路器
D. 測試現有電路安全性
當堂練習
B
解析：
電路設計的核心是滿足用電需求。統計所有電器的功率（包括位置、使用場景等）是計算總負荷、分配回路、選擇導線和斷路器的前提。若跳過這一步直接設計電路（選項A），可能導致容量不足或資源浪費。
結論：無論新建還是改造，統計電器功率是電路設計的根本出發點，確保設計匹配實際需求，因此第一步應選 B。
當堂練習
例題2
根據安全用電原則，下列哪種做法是正確的？（ ）
A. 用濕布擦拭通電的插座
B. 將空調和電烤箱接在同一回路
C. 更換燈泡時關閉對應回路開關
D. 在浴室使用普通未密封的插座
當堂練習
C
解析：
選項A ：濕布含水分，易導電，可能導致觸電或短路，嚴重違反安全原則。
選項B：空調和電烤箱均為大功率電器，同時運行易導致回路過載。若兩者功率總和超過線路承載能力，可能引發跳閘、過熱甚至火災。
選項C ：即使燈泡開關關閉，火線仍可能帶電。關閉回路斷路器可徹底切斷電源，避免觸電風險，符合安全規范。
選項D：浴室環境潮濕，普通插座無防水密封，易因水汽侵入導致漏電或短路。
結論： C 是唯一符合安全用電原則的選項，其他選項均存在觸電、過載或設備損壞風險。
當堂練習
例題3
某電熱水器功率為3000W，工作電壓220V，應選擇哪種規格的銅導線？（ ）
（參考安全標準：導線載流量 > 1.2倍工作電流）
A. 1.5mm （載流量16A）
B. 2.5mm （載流量25A）
C. 4mm （載流量32A）
D. 6mm （載流量42A）
當堂練習
　　
B　
解析：
計算工作電流：I=P/V I≈13.64 A
最小載流量要求：
安全標準要求導線載流量 > 1.2倍工作電流：
1.2×13.64 A≈16.36 A
匹配導線規格：
A. 1.5mm （16A） ：載流量16A < 16.36A，不滿足安全余量。
B. 2.5mm （25A） ：載流量25A > 16.36A，滿足要求且經濟合理。
C/D（32A/42A） ：載流量遠超需求，雖可用但非最優選擇。
結論：2.5mm 銅導線在滿足安全標準的同時兼顧經濟性，故選 B。
當堂練習
本課小結
為家庭電路做設計
項目實施
項目提出
項目分析

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