王丽平
家庭电路和我们的生活息息相关,学会判断家庭电路中常见的故障,不仅能提高同学们学以致用的意识,还能解决实际生活中的问题,培养学习兴趣。物理考试中涉及家庭电路故障的试题也比较多。大家也普遍感到难以解决,希望本文对大家有所帮助。
家庭电路常见故障有四种:断路、短路、过载和漏电。
1.断路
当电路某处断开,电路中无电流通过,用电器不能工作,就是断路。断路主要包括用电器内部断路和火线、零线断路。造成断路的主要原因有:电线断开、线头脱落、接触不良、用电器烧坏等。
2.短路
短路是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时,电路中的电阻很小,电流很大,保险丝自动熔断(或跳闸)。若保险丝不合适,导线会发热,导致温度迅速升高,从而引发火灾。造成短路的主要原因有:在安装时致使火线和零线直接接通:用电器内部火线和零线直接接通:电线或用电器的绝缘皮由于老化而破损,致使火线和零线直接接通。
例1 (2014·威海)家庭电路中有时会出现这样的现象:原来各用电器都在正常工作,当再将一个手机充电器的插头插入插座时,家里所有的用电器全部停止了工作。关于这种现象以及形成的原因。以下说法正确的是( )。
A.可能是这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路
B.可能是这个用电器的插头与插座没有形成良好接触,仍然是断路状态
C.可能是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路
D.可能同时工作的用电器过多,导致干路中总电流过大,保险开关跳闸
解析:室内用电器全部停止工作,表明干路上保险开关跳闸,保险开关跳闸是由于电路中的电流过大。而产生电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。由生活常识可知,手机充电器的功率比较小。因此造成保险丝熔断的原因不会是干路的总功率过大。若是插座处原来有短路,则在没有插入手机充电器之前,电路就已经出现了短路。室内用电器不会正常工作,所以选项A不正确;若用电器的插头与插座是断路状态,则用电器不工作,不会影响室内其他用电器,所以选项B不正确;若是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路,就会导致干路上保险开关跳闸,从而使室内所有的用电器全部停止工作,所以选项C正确:手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大而引起保险开关跳闸,所以选项D不正确。
答案:C
3.过载
电路中用电器过多或总功率过大,导致通过导线的总电流大于导线规定的安全电流值。出现这种情况轻者导致用电器实际功率下降,重者导线会因过热而引发火灾。家庭电路中常用空气开关来保护电路,防止电流过大造成的危害。空气开关,又名空气断路器,是断路器的一种,当负载的额定电流大于空气开关的电流值时,空气开关跳闸,防止事故的发生。当负载电路中发生短路时,空气开关也会跳闸,防止火灾发生。
例2 (2014·青岛)小雨家新买了一台空调,刚接入电路,家里的空气开关就自动断开了。这是因为:家庭电路的电压一定,接入空调后,电路中的____过大,导致电路中的总电流____。
解析:家庭电路中电流过大的原因有两种,一是用电器短路,二是用电器总功率过大。本题中空调的功率较大,由P=UI知,在家庭电路的电压不变时,会导致电路中的电流过大,致使家里的空气开关自动断开。
答案:总功率过大
4.漏电
如果导线外层或用电器的绝缘性能下降,则有电流不经用电器而直接“漏”入地下,漏电会造成用电器实际功率下降,也能造成人体触电。家庭电路中常用漏电保护器来防止发生漏电时带来的危害。漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,当火线和零线上的电流不一样时,漏电保护器就会及时检测到,从而断开电路起到保护的作用。
要排除家庭电路的故障,需要使用试电笔等工具,根据出现的现象,结合物理知识进行判断,并进一步排除。
1.断路故障的检查、判断与排除
电灯不亮,用电器不工作,表明电路中出现断路,断路故障常用试电笔检查,具体方法是:电路中某处用试电笔测试时,氖管发光,说明此处与大地间有电压,即此处与火线是连接的;若不发光,说明此处与大地间无电压。即此处与火线是断开的。
2.短路故障的检查、判断与排除
发生短路时,电路中的电阻很小,电流很大,保险丝自动熔断。判断短路故障的常见方法是:如图1所示,断开所有用电器和总开关。然后将火线上的保险丝取下,换上一个额定电压为220V的灯泡(通常称为检验灯泡),闭合总开关,然后只闭合某一支路开关,若发现检验灯泡正常发光,则这一支路中存在短路;若发现检验灯泡发光较暗,则这一支路是正常的;若检验灯泡不发光,则这一支路存在断路。用同样的方法可检查其他支路。
例3 灾后重建,小宇同学家的永久性住房已经建好。在全家搬进去之前,小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题,他先断开所有用电器和总开关,然后将火线上的保险丝取下,换上一个额定电压为220V的灯泡,闭合总开关,发现灯泡正常发光。由此判断( )。
A.线路安装完全正确,因为灯泡正常发光
B.线路安装不正确,电路中有短路
C.线路安装不正确,电路中有断路
D.仅由此不能判断线路是否有问题
解析:要明确,保险丝与用电器是串联连接的。将火线上的保险丝取下,换上的灯泡与电路中原来的用电器也是串联的。如果原来的电路没有问题,那么它们的总电压是220V,这个换上的灯泡因实际电压低于额定电压而不能正常发光。现在发现这个换上的灯泡正常发光,只能说明它的电压就是220v。也就是原来的用电器两端电压为零,即电路中有短路。
答案:B
3.接触不良故障的检查、判断与排除
线路连接处接触不良,会使连接处产生火花、发热等现象,可凭细心观察,发现故障部位并排除。
学即用,练一练
1.夏天的傍晚,小明家的空气开关经常“跳闸”(即空气开关自动断开),原因可能是( )。
A.用电器使用时间过长
B.有的灯泡灯丝断了
C.有的用电器与线路接触不良
D.因同时使用了大功率的家用电器
2.某同学买了一盏台灯,将开关断开的台灯插头插入原先插电磁炉的插座中,家中其他正常工作的用电器全部停止工作,检查保险丝已熔断,发生这一现象最有可能的原因是( )。
A.台灯的电功率过大
B.台灯插入的插座处原来有短路
C.插头处有短路
D.台灯的灯座处有短路
参考答案
1.D 2.C
责任编辑/蔡华杰