19.3 跨学科实践_为家庭电路做设计（课件）（43页PPT）人教版2025-2026学年九年级物理.pptxVIP

幻灯片1：活动主题

标题：19.3跨学科实践：为家庭电路做设计

学科融合：物理（家庭电路组成、安全用电）、建筑学（空间布局）、经济学（成本控制）、安全工程（风险防范）

设计目标：制定安全、节能、实用的家庭电路设计方案，确保用电便捷与安全，兼顾生活需求与能源效率

幻灯片2：家庭电路设计基础认知

核心组成：进户线（火线、零线）、电能表、总开关、保险装置、用电器、开关、插座等，各元件需符合国家标准（如导线截面积、绝缘等级）。

基本原理：家庭电路采用220V交流电，用电器并联接入电路（保证电压相等），开关与用电器串联且接在火线上，插座遵循“左零右火上接地”原则。

安全前提：设计需满足漏电保护、过载保护、短路保护要求，导线承载电流需匹配用电器总功率（\(P=UI\)，220V电路中10A对应2200W）。

幻灯片3：设计前期准备-家庭用电需求分析

家庭成员与习惯：

常住人口数量、作息时间（如上班族与学生的用电高峰差异）。

特殊需求：老人需便捷开关位置，儿童房需安全插座（带保护门），远程控制需求（智能家电）。

用电器清单统计：

区域

高功率电器（1000W）

低功率电器（1000W）

厨房

电热水器、电磁炉、微波炉

电饭煲、冰箱、油烟机

客厅

空调、电暖器

电视、灯具、路由器

卧室

空调、电热毯

台灯、充电器、电风扇

幻灯片4：电路分区设计原则

分区标准：按功能区域划分独立回路，避免单回路故障影响全屋用电，常用分区包括：

厨房回路（单独空开，承载高功率电器）。

客厅/卧室照明回路。

客厅/卧室插座回路（区分普通插座与空调专用插座）。

卫生间回路（带漏电保护，防水防潮）。

回路负载计算：每个回路总功率不超过该回路断路器额定功率（如16A断路器对应3520W，20A对应4400W），避免过载。

幻灯片5：进户与配电装置设计

电能表选择：根据家庭总功率估算，普通家庭选“220V10（40）A”电能表（最大承载8800W），大功率电器较多时选“220V20（60）A”。

总开关与保险装置：

总开关采用带漏电保护的断路器（RCBO），漏电动作电流≤30mA，确保人身安全。

各分回路断路器需匹配导线规格（如2.5mm2导线配16A断路器，4mm2配25A断路器）。

禁止用铜丝、铁丝代替保险丝，需使用符合规格的空气开关或漏电保护器。

幻灯片6：导线选择与布线规范

导线材质与规格：

优先选用铜芯导线（导电性好、发热少），禁用铝芯导线（易氧化、接头易发热）。

照明回路用2.5mm2导线，普通插座回路用2.5mm2，厨房、空调回路用4mm2或6mm2（根据功率计算）。

布线要求：

导线需穿管暗敷（PVC管或镀锌钢管），避免明线裸露；强电（照明、插座）与弱电（网线、电视线）管路间距≥50cm，防止干扰。

导线接头需牢固连接并绝缘处理，避免虚接发热；火线、零线、地线需颜色区分（火线：红/黄，零线：蓝，地线：黄绿双色）。

幻灯片7：插座设计与安装规范

数量与位置规划：

客厅：沙发两侧、电视墙各设2-3个插座（带USB接口方便充电），空调设16A专用插座。

厨房：台面上方每米设1-2个插座（防油污、带防水盖），冰箱单独回路插座。

卧室：床头两侧设插座（距地面30cm），空调设专用插座，避免床头插座正对枕头。

卫生间：洗手台设防水插座（带防溅盒），热水器设16A专用插座（需接地），禁止在淋浴区附近设插座。

安全要求：所有插座需接地线（三孔插座），儿童活动区域用带保护门的插座，安装高度≥1.8m或使用防触碰设计。

幻灯片8：照明电路设计

灯具选择与布局：

客厅采用主灯（吸顶灯/吊灯）+辅助灯（筒灯/射灯）组合，主灯功率20-50W（LED），满足整体照明与局部照明需求。

卧室主灯选可调光类型，床头设壁灯或台灯（功率5-15W），方便夜间使用。

厨房、卫生间用防水防潮灯具（IP65及以上防护等级），厨房操作台增设条形灯补充照明。

开关控制：客厅、卧室主灯设双控开关（进门与床头均可控制），走廊设声控或人体感应开关，实现节能与便捷。

幻灯片9：安全防护设计-防触电与防火

防触电措施：

所有金属外壳用电器（如冰箱、空调、电热水器）必须接地，地线与大地可靠连接（接地电阻≤4Ω）。

卫生间、厨房等潮湿环境安装漏电保护插座，动作时间≤0.1s，确保触电时快速断电。

防火措施：

导线穿墙、穿楼板处加套管保护，避免磨损绝缘层；导线与热源（如热水器、暖气）间距≥30cm。

厨房油污易引发火灾，油烟机、微波炉等电器插座远离灶台，定期清理油污与灰尘。

电路中安装电弧故障断路器（AFDD），检测线路电弧故障并断电，预防火灾。

幻灯片10：节能与智