01、电器中的物理

1、1 一、生活用电安全知识-2 二、发光原理的应用-6 三、日光灯-9 四微波炉原理及应用-12 五、电磁炉工作原理介绍-16 六、太阳能热水器原理-18 七、制冷机与冰箱、空调-21 八、空调原理介绍-24 九、红外线及其应用-电子消毒柜的工作原理 -26 十、关于智能手机的电容屏-282 一、 生活用电安全知识首先来看生活中所发生的电器事故案例.1. 某村一老汉在街上行走时看到路边有一根电线,一头落在地上,一头挂在 电线杆上,便好奇地上前用手捡电线,当即触电,经抢救无效死亡. 原因分析:掉在地上的断落电线,是由该村配电室通向磨房的380V的低压动力线 路,老汉毫无安全用电常识是造成事故的主要原因.该村电工不及时维修更换线 路,不安装漏电保护开关,给这次事故埋下了隐患.2. 某青年农民买来一台电扇,插上电源试运转.当手碰及电扇底座时,惨叫 一声倒地,并将电扇从桌子上带下来,压在身上,造成触电死亡. 原因分析:电源相线误接在三孔插座的保护接零端子上,从而使外壳带有220V电 压,且未安装漏电保护器. 1电流对人体的伤害 触电方式分为直接接触触电和间接接触触电.决定触电伤害程度的因有:(1

2、) 通过人体的电流大小.(2)电流通过人体的持续时间.(3)电流通过人体的途径.(4)电 流频率.(5)人体状况电流对人体的伤害有三种：电击、 电伤和电磁场伤害。电击是指电流通过 人体，破坏人体心脏、肺及神经系统的 正常功能。电伤是指电流的热效应、化 学效用和机械效应对人体的伤害；主要 是指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。 电磁场生理伤害是指在高频磁场的作用 下，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、 失眠、多梦等神经系统的症状。一般认为：电流通过人体的心脏、 肺部和中枢神经系统的危险性比较大， 特别是电流通过心脏时，危险性最大。 所以从手到脚的电流途径最为危险。触电还容易因剧烈痉挛而摔倒， 导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等 二次事故。 2. 触 电 单相触电是在人体与大地之间互不绝缘情况下，人体的某一部位触及到三 相电源线中的任意一根导线，电流从带电导线经过人体流入大地而造成的触电 伤害。 两相触电，也叫相间触电，这是指在人体与大地绝缘的情况下， 同时接触 到两根不同的相线，或者人体同时触及到电气设备的两个不同相的带电部位时， 电流由一根相线经过人体到另一根相线，形成闭合回路， 如图 所示

3、。 两相触 电比单相触电更危险，因为此时加在人体上的是线电压。 从安全角度看.电对人体的安全条件通常不采用安全电流,而是安全电压, 因为影响电流变化的因素很多,而电力系统的电压是较为固定的,所谓的安全电 压,是指为了防止触电事故而特定电源供电时所采用的电压系列.这个电压系列3 的限值在任何情况下都不超过交流150500HZ有效值是50V.我国规定安全电压 等级36V,24 V,12V,6V.当电气设备采用的电压超过安全电压时,必须采取保护 措施.一般环境的安全为36V,而存在高度触电危险的环境以及特别潮湿的场所, 则应采用12V的安全电压.4 跨步电压触电：当电气设备的绝缘损坏或线路的一相断线落地时，落地点 的电位就是导线的电位，电流就会从落地点（或绝缘损坏处）流入地中。离落 地点越远，电位越低。根据实际测量，在离导线落地点20 m以外的地方，由于 入地电流非常小，地面的电位近似等于零。如果有人走近导线落地点附近，由 于人的两脚电位不同，则在两脚之间出现电位差，这个电位差叫作跨步电压。 离电流入地点越近，则跨步电压越大；离电流入地点越远， 则跨步电压越小; 在20 m以外，跨步电压很小

4、，可以看作为零。 跨步电压触电情况， 如图 所 示。当发现跨步电压威胁时应赶快把双脚并在一起，或赶快用一条腿跳着离开 危险区， 否则，因触电时间长，也会导致触电死亡。 跨步电压触电示意图 接触电压触电示意图 .防止触电的技术措施 .绝缘 它是防止人体触及，绝缘物把带电体封闭起来。瓷、玻璃、云母、橡胶、 木材、胶木、塑料、布、纸和矿物油等都是常用的绝缘材料。应当注意：很多绝缘材料受潮后会丧失绝缘性能或在强电场作用下会遭到 破坏，丧失绝缘性能。 .屏护 即采用遮拦、护照、护盖、箱闸等把带电体同外界隔绝开来。电器开关的可动部分一般不能使用绝缘，而需要屏护。高压设备不论是否 有绝缘，均应采取屏护。 .间距 就是保证必要的安全距离。间距除用防止触及或过分接近带电体外，还能 起到防止火灾、防止混线、方便操作的作用。在低压工作中，最小检修距离不 应小于0.1米。 .接地和接零 .接地 U S 20 m A B C B C D D 40 m S O U xg 2 xg U R 0 R d 2 xg U5 与大地的直接连接，电气装置或电气线路带电部分的某点与大地连接、电 气装置或其它装置正常时不带电部分

5、某点与大地的人为连接都叫接地。 .保护接地 为了防止电气设备外露的不带电导体意外带电造成危险，将该电气设备经 保护接地线与深埋在地下的接地体紧密连接起来的做法叫保护接地。由于绝缘破坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，都应采取保护 接地措施。如洗衣机、电冰箱、微波炉等电气设备的金属外壳都应予以接地。一般低压系统中，保护接地电阻值应小于4欧姆。 .保护接零 就是把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密地连接 起来。应当注意的是，在三相四线制的电力系统中，通常是把电气设备的金属 外壳同时接地、接零，这就是所谓的重复接地保护措施，但还应该注意，零线 回路中不允许装设熔断器和开关。 .装设漏电保护装置 为了保证在故障情况下人身和设备的安全，应 尽量装设漏电流动作保护器。它可以在设备及 线路漏电时自动切断电源，起到保护作用。 .注意事项 不要随便乱动或修理电气设备。 经常接触和使用的配电箱、配电板、闸刀 开关、按扭开头、插座、插销以及导线等，必 须保持完好，不得有破损或将带电部分裸露。 不得用铜丝等代替保险丝，并保持开关盖 面完整，以防短路时发生电弧或保险丝熔断飞 溅伤人。 在

6、移动电气设备时，必须先切断电源，并 保护好导线，以免磨损或拉断。 在使用手持电动工具时，必须安装漏电保护器，工具外壳要进行防护性接 地或接零，并要防止移动工具时，导线被拉断，操作时应戴好绝缘手套并站在 绝缘板上。 在雷雨天，不要走进高压电杆、铁塔、避雷针的接地导线周围20米内。 当遇到高压线断落时，周围10米之内，禁止人员进入；若已经在10米范围之 内，应单足或并足跳出危险区。 4电器火灾的防止 家用电器的安全技术家用电器多属于携带式、移动式或电器用具,一般不可 带电搬运,搬运中更不可损害电源线.使用家用电器时,发生触电事故的主要原因 有:乱拉电线、乱装开关、乱添负荷,不接接地线,不按章程操作等. 家用电器在使用中的安全技术措施:凡带有接地线的三芯引线,其接地线一 定要与金属外壳连接牢固,并接在装置上其接地电阻应小于4欧.采用绝缘物增 强隔电能力.如使用电熨斗时,应尽可能站在干燥的木质的支架或木板上,使人与 大地间有良好的绝缘.加装漏电保护装置,确保家用电器的使用安全,可设置用电 设备的分线漏电保护器及住宅线路的总漏电保护器,实现分线保护. .生活中的用电规则6 。入户电源避免过负荷使

7、用，破旧老化的电源应及时更换，以免发生意外。 .入户电源总保险与分户保险应配置合理 ，使之能起到对家用电器的保护 作用。 .接临时电源要用合格的电源线。电源插头、插座要安全可靠，已经损坏的 不要使用，电源线接头要用黑胶布包好。在户外应使用防水胶带。 .临时电源线临近高压输电线路时，应与高压输电线路保持足够的安全距离。 （10KV及以下0.7米，35KV1米， 110KV1.5米，220KV3米，500KV5米）。 严禁私自从公用线路上接线。 .线路接头应确保接触良好，连接可靠。 .遇有家用电器着火，应先切断电源后再救火。 .家庭用电应装设带有过电压保护的调试合格的漏电保护器，以保证使用家 用电器时的人身安全。 .家用电器在使用时，应有良好的外壳接地，室内要设有公用地线。 .湿手不能触摸带电的家用电器，不能用湿布擦拭使用中的家用电器，进行 家用电器修理必须先停电源。 .家用电器电热设备、暖气设备一定要远离煤气罐、煤气管道，发现煤气漏 气时先开窗通风，千万不能拉合 电源，并及时请专业人员修理。 .严禁在高低压电线下打井、竖电视天线和钓鱼。 .发现电线断落，无论带电与否，都应视为带电，应与电

8、线断落点保持足够 的安全距离，并及时向有关部门 汇报。 .发现有人触电，不能直接接触触电者，应用木棒或其它绝缘物将电源线 挑开，使触电者脱离电源。 .电源插头、插座布置在幼儿接触不到的地方，并经常给家中孩子讲解家庭 安全用电常识，增强孩子的自我保护能力。 .禁止在电杆的拉在线栓绳、凉东西，以免引起触电。、 7 二、发光原理的应用自从爱迪生发明电灯泡以来，人类便开始对光的应用进行了无止尽的探索， 对光的依赖也越来越强，甚至还有人想到要创造一个太阳。现在我们对日常生 活中光的产生、应用做一个简单的阐释。光是人类眼睛可以看见的一种电磁波， 一般人的眼睛所能接受的光的波长在380760nm之间，分为红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫，太阳发出的光是复合光，由以上几种光混合而成。自从牛顿从一 块三棱镜中分出单色光，人类对光的认识才得到更科学的认知。之后，科学家 们对黑体辐射的研究，认识到物体的热辐射的电磁波随着温度的升高而波长变 短，这也解释了古代人们利用光的颜色来判断铁炉的温度的根据来源。再之后， 人们发现，利用热辐射而发光的白炽灯的能量利用率低，而利用原子激发等原 理使物体发光的日光灯，利用率达到

9、80%，发出的光也近似是白光。由此，人 们对光的理解逐步深入到原子内，科技上的应用也迅速发展。 1.白炽灯 19世纪后半叶，由爱迪生发明，主 要由玻壳、灯丝、导线、感柱、灯头等 组成。基本原理主要是：利用电流的热 效应对耐高温灯丝进行加热到2000多 度，居于热辐射而发出电磁波，在此是 发出类似太阳光的连续光波段的光谱， 所以，可以利用它来替代太阳光，满足 夜晚没有光的需要。对于灯丝的要求， 前人进行了上万次得探索，同时对于灯 泡内抽真空冲氩气等也经历了一段历史， 随着电力的供应充足，白炽灯也随着它的类似“太阳”的优势得到迅速发展， 人类进入了一个创造光的时代。 2日光灯 1938年，美国通用电子公司的伊曼 发明了节电的荧光灯（日光灯） 。灯管 里面装入一些特殊的气体（微量的氩和 稀薄的汞蒸气） ，又在灯管的管壁上涂 上荧光粉，灯管两端加上电压之后由于 放电、电离、激发等最后产生可见光， 主要有启辉器和镇流器组成。基本原理 是：先利用启辉器和镇流器，在灯管两 端产生高压，利用汞蒸汽高压电离发出 紫外线激发荧光粉，使荧光粉跃迁到高 能级，之后又跃迁到低能级而发出可见光，虽然此时只有特定的几个可见光光 谱（红、绿、蓝） ，但是其光强相近，合成后近似白光。由于不是利用热辐射发 光，所以其能量的利用率很高，在节能的号召

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