研究性学习——选购电器中的几点物理知识

伍臣伟

摘 要：家用电器大大加速了我们的生活速度、提高了我们的生活质量。但是商品化的今天，各种各样层出不穷的电器也给消费者的选择带来了困扰，所以在购买家电时，我们可以利用所学的物理知识做出适当的选择。

关键词：家电；选购；物理知识

人类进入21世纪，许许多多现代电器产品已经进入我们的家庭，如冰箱、电视、电磁炉、空调等。这些家用电器大大加速了我们的生活速度、提高了我们的生活质量。但是商品化的今天，各种各样层出不穷的电器也给消费者的选择带来了困扰，所以在购买家电时除了关注品牌价格外，我们也可以运用所学的物理知识做出适当的选择。

一、购买电器时对物理中电学知识的运用

电器，作为一种通过电能转化成其他能量的机械，不可避免地会涉及到电学部分内容，所以首先我们要对中学阶段物理学中电学部分内容进行探究：

市场中大部分电器都有一份规格参数，在这个参数中会涉及以下电学信息：额定电压、频率、电流、功率、能效等级等。在这些信息中额定电压为220V（家庭用电电压）频率为50Hz，这两个量由社会供电决定，绝大部分电器相同，故可以忽略。各个电器的主要区别在于电功率（耗电量）、额定电流以及能效等级：

（1）电功率（为了生活化部分电器上也会标有“耗电量”，也是电功率的一种表示方法）：在物理学中是指电流在单位时间内做的功，是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的单位是瓦特（Watt），简称"瓦"，符号是W。在电器的参数中还会分为使用额定功率、待机额定功率等。对于额定功率不同的电器，我们在调查中随机抽取了四个电饭煲样本进行对比：

如上表所示，一般情况下使用功率越大的电饭煲煮饭时间越短，速度越快、所以一般价位也会更高（除去品牌因素），适用于高收入、对生活节奏有要求的人群。但对于生活节奏不需要那么快，煮饭速度并非首选因素的人群，保温功率以及待机功率越小的电饭煲则能更节约电能、节省电费，所以如果其他条件都相同的话，首先建议购买第一、二款电饭煲。

在我们生活中还有一些是长时间通电的电器，如空调、冰箱等，我们能在他们的铭牌上找到另一个表示电功率的参数即耗电量。耗电量是指电流在一天时间内消耗电能的读数，单位为kwh/24h，例如：一冰箱的耗电量为0.53kwh/24h的物理意义为：24小时时间该冰箱消耗的电能为0.53度。对于耗电量，我们收集了以下四个价位相近的机械式冰箱进行对比：

根据以上表分析，相近的价位对比可以看出产品4的容量最大，达到313L，很能满足冰箱大量储存食物的需求。但如果对比耗电量的话产品4耗电量也是最大的，如果购买者没有太大的事物存储需求，建议购买产品1，因为它既能节约电能，又不需占用太大空间。

（2）额定电流

对于家庭用电来说，我们则需要考虑另一个重要因素，就是电流：由于线路新旧不一，家中用电器多少不同等因素，各人家中情况不同，能接入电器的电流也不同，一般家用空气开关限定电流可分为：20A、40A、60A等。如果购买者家中电路老旧、或者接入电流限定较小比如空气开关限定可通过最大电流较小者应尽量选择额定电流较小的用电器。

（3）能效标识

能效标识又称为能源效率效率标识，是标识产品能源效率等级等性能指标的一种信息标签，以引导和帮助消费者选择高能效产品，一般分为3个或5个等级。以5等级制为例举例说明：同样268升的家用电冰箱，能效等级1级要比5级每天节省约0.7度电，每年可节省约260度电，大约130元电费，所以一般情况下能效标识越高越好！

二、购买电器时热学知识的运用

在众多电器中，有相当一部分家电是由电能转化成热能的电器，那么其中就会涉及到热学知识，在我们的调查中主要出现以下信息：热效率值和导热材质：

（1）热效率

热效率在物理学中又叫热值，是热机使用过程中有用功与总耗能的比值，我们取在电器中电能转化为热能较为明显的电磁炉作为对比分析，如下：

如上表分析可知：如果其他条件都相同的情况下，从热效率这一角度来说建议选购最后一款产品，因为其热效率值最高，對节约能源最有帮助。

（2）导热材质

在由电能转化成热能的电器中，还有一个因素也是我们需要关注的，就是导热性能，如电饭煲内胆、电炖锅内胆、电热水壶内壁等。学习物理我们可以知道，导热材料的导热性能一般情况下是纯金属>合金>陶瓷，所以如果从导热性能来选购电器的话，我们优先选择纯金属的内胆或材料会更好。

三、购买电器时运用到的声音部分知识

我们选购的电器常常要跟我们同处一室，所以在选购电器时考虑电器对环境、对人的影响也是有必要的。一些电器因为电动机或者其他部件运转会产生不小的噪音，比如空调、冰箱等。正常情况下，人休息时声音不超过50dB即可，但是不排除有一些对声音特别敏感的人，而电器又摆放在卧室或者离卧室比较近的距离，那么此时应该选择噪音值越小的电器越好。

综上所述，在挑选电器时我们可以用到很多所学过的物理知识，把所学的知识用到生活中，可以提高我们的生活质量。在此次的研究性学习活动中，学生学习的主动性与积极性也得到了极大的提高，当然，受限于知识水平和能力水平，调查的深度和广度有限，本文如果有不足之处，也希望广大读者能给予指出。

参考文献

[1]厦门市质量技术监督.《能源效率管理办法》.2017（5）

[2]熊敏.家用电中的物理知识 [J].《物理教学探讨》 ，2010（26）