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110和220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「110V，800W」，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瓩-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瓩-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度  6.48×10⁶焦耳
2. 以「110V，800W」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、過電流與短路

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，會電人的是火線，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「125V，15A」，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「110V，800W」和「110V，1200W」。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7.3和10.9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。
◎或保險絲：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。