姚灵荣
摘 要:根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988,电能表标有两个电流值,分别是标定电流和额定最大电流。如10(20) A,这里所标10 A为基本电流,是确定仪表有关特性的电流值,也称为标定电流值,反映电表精确程度的参数;20 A为额定最大电流,是电表能满足其制造标准规定的准确度的最大电流值,一般为标定电流Ib的4倍及以上,并在1.2Imax运行1 h,电能表不应损坏,但超过这个电流值,可能会造成电表计量不准确。
关键词:标定电流;额定最大电流;最大总功率
(2015·武汉)某同学观察到他家里的电能表及空气开关如下图1所示。电能表上标识的“10(20)A”表示这个电能表的 电流为10 A, 电流为20 A。他家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。该同学家的进户线是 (填序号)
(2012·湖北咸宁)小红在家中看电视时,把遥控器一摁,电视关了,可是还有一个指示灯亮着(此时,电视机处于待机状态)。学习了电能的知识后,于是她想:这时电视机是否还在消耗电能呢?如果消耗电能,具体情况又是怎样的?于是她设计了以下方案进行探究:全家外出旅游前,让电视机处于待机状态,然后拔掉其他电器的插头或关掉开关,记下时间和家中电能表的信息如图2甲所示;两天后回到家中,再记下此时的时间和电能表的信息如图2乙所示。
(1)从该电能表的表盘参数可知,当通过电能表的电流小于
A时,电能表可以稳定精确工作。
(2)在小红外出这段时间里,她家的电视机消耗的电能是
kW·h。
(3)小红家电视机在待机状态下电功率是 W。
这个考点的答题标准引起了很多老师的争议:2015·武汉题总功率有的教师认为总功率不能超过P=UI=220 V×20 A=4400 W(中考试题的标准答案就是这样给定的),有的教师认为总功率不能超过P=UI=220 V×10 A=2200 W。2012·湖北咸宁题电能表的电流小于 A时,电能表可以稳定精确工作,有的教师认为应填电能表的标定电流10 A(中考试题的标准答案);有的教师认为应填电能表的额定最大电流20 A,不同说法一时还不能
达成共识。
然而,各个版本的教科书对电能表的标定电流与额定最大电流解释得很模糊而且表述不同。人教版义务教育课程标准实验教科书2006年10月第3版、2007年12月第2次印刷八年级物理下册中仅指出了“标定电流”,并没有涉及“额定最大电流”。教材对“10(20)A”只是说这个电能表的标定电流为10 A,在短时间应用时电流允许大些,但不能超过20 A,而课后“动手动脑学物理”第5题是该考点的典型习题:查出你家电能表的标定电流值,推
算一下,允许接在这个电能表上各种用电器额定功率总和是多
少?说明教科书编写者当时认为应该用电能表的标定电流计算电路的最大总功率。而在2010年6月第一次印刷的教材中,该道习题却更改了表述:查出你家电能表的额定最大电流值,推算一下,允许接在这个电能表上各种用电器额定功率总和是多少。这说明教科书编写者后来认为:应该用电能表的额定最大电流计算电路的最大总功率。2013年6月第一次印刷的教材中说“电流表工作时的电流不应超过额定最大电流”。教材中始终没有给出相关的概念或说明。
根据国家标准GB/T15283-94和国际标准IEC521-1988,电能表标有两个电流值,如10(20)A,这里所标10 A为基本电流(basic current),符号Ib,是确定仪表有关特性的电流值,也称为标定电流值,是反映电表精确程度的参数,它是由电能表的起动电流(即能使转盘连续转动的最小电流)决定的。20 A为额定最大电流(rated maximum current),符号Imax,是电表能满足其制造标准规定的准确度的最大电流值。一般为标定电流Ib的4倍及以上,并在1.2Imax运行1 h,电能表不应损坏,但超过这个电流值,可能会造成电能表计量不准确。所以,计算电路中允许接入的用电器的最大总功率应该用额定最大电流计算。2015·武汉题总功率应不能超过P=UI=220 V×20 A=4400 W。
另外,在实际应用中,家庭的用电器会有很多,但通常不会同时使用,尤其是大功率的用电器。所以,实际接入电路中的所有用电器的总功率可能比用電能表的额定最大电流计算出的总功率要大得多,这种情况十分正常。这样的话,很多试题在这个问题上的表述(例如,电路中允许接入的用电器的最大总功率是多少)就显得不合实际,恰当一点的说法应表述为:该电路同时使用的用电器的总功率不应该超过多少。
参考文献:
[1]许诺.关于标定电流与额定最大电流的争论[J].物理通报,2012(12).
[2]成润梅.例谈初中物理实验教学[J].青春岁月,2012(6).
编辑 鲁翠红