2014年6月9日 星期一

家庭用電與安全

家庭用電與安全
家庭用電
從戶外變壓器接到家庭用戶的導線,共有兩條非接地線和一條接地線
非接地線又稱為活線,即對地有電^^壓,俗稱火線。供電系統的接地線,又稱為中性線,對地沒有電壓,這是因為在電力的輸配電路系統中,以大地作為電流的回流導線。
一般家庭用的電壓有110220伏特兩種。若電源插座連接一條火線和中性線,則可提供110伏特的電壓,適合家庭的一般電器;若電源插座連接兩條火線,則提供220伏特的電壓,適合規格為220伏特的冷氣機或其他電器製品。
每種電器用品都有設定的使用規格,例如以家庭常用的電鍋而言,若標示為「110V800W」,表示此電鍋適用於110伏特的電源電壓,其耗電功率為800瓦特(即每秒消耗800焦耳的電能)。如果誤接到220伏特的插座,則該電鍋內部的電路將被燒壞。
為避免誤用,220V電壓插座的插槽通常設計成T字型,使110V電器的插頭無法插入。
世界各地電力公司提供給家庭用戶的電壓,隨地區而有不同,例如我國和北美地區使用110V電壓,歐洲地區和中國大陸使用220V,日本則使用100V。使用家電用品時應注意適用的電壓。錯接不符合使用規格的電源電壓,將會使電器損壞、使用壽命減短或不能正常工作。
一度電:
電力公司收取電費是以消耗的電能來計算。每一個電力用戶都各裝有一個電度表,或稱為瓩-小時計(kWh表)。電費的收取是以電度為計算單位,1度就是1-小時,也就是一千瓦特的電功率使用1小時所消耗的電能。即
   1
度電能=1-小時(或1kW-h)=1000瓦特×1小時
          
1000焦耳∕秒 × 3600秒=3.6×106焦耳
問題:
1. 600瓦之電熱器,使用三小時,耗電幾度?產生幾焦耳的熱?(假設電能完全轉成電熱器熱能)1.8  6.48×106焦耳
2. 
以「110V800W」的電鍋為例,煮一鍋飯需時約15分鐘,則消耗的電能 0.2 度。
用電安全:觸電過電流短路
一、觸電與接地:
觸電造成的傷亡與通過人體的電流大小有關,家庭用電的電壓雖僅為110伏特,人若誤觸,也會因為通過的電流過大而生意外。
問題:
1. 小鳥棲息在高壓電線上卻安然無事?
ANS
因為小鳥只站在一條電線上,並無電流通過身體,故未觸電。
2. 為何變壓器底下的地上常會看見小鳥的屍體?
3. 若高壓電線被強風吹落地面,當有人誤觸時,則電流會經由人體連通至大地,因而造成傷亡。
4. 如果高壓電線斷落,恰好掉在汽車的外殼上,此時車子裡的人會不會受到電殛?為什麼呢? 
 ANS
不會、金屬屏蔽效應。
           
4. 上圖中的小孩如果摸到中性線會被電到嗎?如何做才不會被電到?
ANS
1. 穿膠鞋(與地絕緣) 2. 不要觸摸到電線破皮部分。
5. 以金屬尖物插入插座孔中,會電人的是線,不會電人的是中性線。
6. 你認為平常在家裡,要如何做才能避免觸電?
ANS
1. 使用插頭時,勿接觸插頭金屬部分。
      2. 
更換家裡老舊電線。
電流大小與觸電程度
電流大小(安培)
觸電程度
0.001
感覺麻痺
0.005
感覺相當的痛
0.010
肌肉本能的收縮(痙攣)
0.015
肌肉失去控制
0.030
非常危險
0.070
只要持續一秒鐘,會有致命的危險

三腳電源插頭。兩支扁平的插腳分別接通火線和中性線,圓柱形插腳專作為接地之用。
接地:為了避免因電器漏電,而造成觸電的危險,可將電器的金屬外殼以一條導線連接到大地,稱為接地。若電器漏電,則漏電的電流可直接由接地的導線流至大地,因此使用者就不致於觸電。
問題
1. 
若把接地用之圓柱形插腳拔掉,插頭可不可以使用?有何缺點?
   ANS
可以用,萬一有漏電會導致人觸電。
2. 
洗衣機、冰箱、微波爐等機身上,常可看見一條導線連在機殼上,那是做啥用的?
   ANS
機殼接地。
二、過電流(或稱超載)
流經導線上的電流都有其最大的安全容量,如果導線上的電流超過此安全容量,會導致導線發熱,甚至使電線的絕緣膠皮燃燒,引起火災。
有時我們需要使用延長線來增加電源的插座。若延長線的規格標示為「125V15A」,表示可接用的電源電壓最高為125伏特,可承受的最大安全電流為15安培。要注意的是,並不是每個插座可以用到15安培,而是指在同一時間所有插座使用電流的總和不得超過15安培
注意:多孔插座雖可供數個電器同時使用,但總電流不能超過該插座所容許的最大安全電流。
圖中的多孔插座連接有電鍋和烤箱,其規格分別為「110V800W」和「110V1200W」。如果這兩個電器同時使用,則通過電鍋和烤箱的電流將分別為7.310.9安培,總和為18.2安培,顯然超過標示的最大安全電流容量,此即所謂的過電流,又稱超載。
保護裝置:為安全起見,通常電路都裝置有保護裝置,以避免因過電流發生意外,
例如無熔絲開關:開關自動跳起。
保險絲:保險絲通常是鉛、錫、鉍和鎘等金屬做成的合金,其特點為熔點低。當流經保險絲的電流過大時,保險絲發熱熔斷而使電路斷開,達成保護電路的功效。

圖 電源插座的保險絲要接到火線。
三、短路:
接至電源插座兩端的導線若未經負載而直接接通,會產生很大的電流,稱為短路
造成短路的原因,通常為電源本身絕緣不良、插頭內的導線斷開、電器內部的導線接頭鬆動或斷開而發生碰觸,或是蟑螂、老鼠咬破電線絕緣塑膠皮等。
防止短路的發生應注意避免有裸露的接頭導線絕緣須良好。前述在電路上裝設的保險絲或無熔絲開關,可在短路一發生時迅速切斷電路,避免因短路而造成的災害。
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