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初中物理:家庭电路
家庭电器是通过家庭电路连接到供电线路上的，那么家庭电路是由哪些部件组成？它们又有着怎样的功能呢？
一、家庭电路的组成
常见的家庭电路由进户线、电能表、总开关、保险装置、漏电保护器、插座、用电器和导线等组成。由户外的低压输电线上引下来，其中一根叫零线，另一根叫火线。正常情况下零线与大地之间没有电压，火线与零线之间有220 V电压，火线与大地之间也有220 V电压。可以这样记忆：火线是“带电的危险线”，零线是“回路的平安线”。
电能表安装在线路进入住宅之后，用来测量家庭所消耗的电能。由于我国家庭用电的电压标准是220V，所以家用电能表都标有"220V"字样。总开关一般安装在电能表后，控制整个家庭电路，它可以同时断开火线和零线，确保检修用电安全。
总开关为何装在电能表之后？
一是保证计量准确连续。总开关装在电表后，断开的只是家庭内部电路，电能表始终通电工作，计量不间断；若装在前面，断开开关电表就“停电停计”，还会导致智能电表失联、无法远程抄表。
二是防止窃电。电能表及表前设备产权归供电公司并加锁管理，总开关前置会留下绕表取电的窃电隐患；表在前、开关在后，可从物理上杜绝绕开计量的可能。
三是安全检修并保护电表。检修时断开总开关，室内全部断电形成明显断开点，可安全作业；同时室内发生短路、过载时，总开关先切断故障电流，避免冲击电表的精密计量元件。
一句话：正确顺序是“进户线→电能表→总开关→保险装置→用电器”——电表在前为计量防窃电，开关在后为检修护电表。
各用电器之间都是并联在火线和零线之间的，这样每个用电器都能获得220V电压，且一个用电器损坏不影响其他用电器工作。控制电灯（用电器）的开关要接在火线和电灯之间，这样断开开关后，灯座（用电器）不再带电，更换灯泡（用电器）更安全。两孔插座左孔接零线、右孔接火线，遵循“左零右火”原则。
二、保险设备：熔断器与空气开关
由于用电器是并联的，同时使用的用电器越多，总功率越大，电路中的总电流就越大。而导线都具有允许通过的最大电流，如果电流超过了这个最大值，导线就会因过热而烧坏绝缘层，甚至引发火灾。为了避免这种事故，电路中必须安装保险装置。
保险丝一般用电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成。当有过大的电流通过时，保险丝由于发热熔断，自动切断电路，起到保护作用。把熔丝装进特制的盒盖，就制成了熔断器（插入式熔断器、闸刀开关下方都装有熔丝）。
在现代配电箱中，熔断器和闸刀开关大都已被空气开关替代。当电路中电流过大时，空气开关就会自动“跳闸”，切断电路；排除故障后重新闭合开关即可。与熔丝相比，空气开关安全性高、反应迅速、使用方便、无污染。熔断器一般安装在配电箱外侧，插座设置独立回路，空调等大功率插座宜选择带漏电保护的空气开关。
电流过大的两个原因要牢记：一是短路，二是用电器总功率过大。
三、三孔插座与漏电保护器
洗衣机、电冰箱、计算机等家用电器的电源插头有三只脚，对应的插座是三孔插座。三孔插座下方的两个孔接零线和火线（左零右火），正上方那个孔是接地孔，与大地相连接。插头插入后，用电器金属外壳就通过地线接地线孔，并用相配的插脚与用电器的金属外壳相连。这样，即使用电器内部火线绝缘皮破损使外壳带电，电流也会经地线导入大地，不会对人造成触电伤害。
三脚插头接地脚为何更长？
插入时，较长的接地脚先接通，电器金属外壳先接地，火线、零线后通电——即使电器漏电，电流也直接经地线入地，不伤人。
拔出时顺序相反：火线、零线先断电，地线最后断开，保证整个使用过程中外壳始终有接地保护。
此外，接地脚更粗，接地电阻小，漏电时电流走地线不走人体；品字形设计还能防误插，并配合插座保护门，防止小孩单插火线孔触电。
在电能表后面的电路中还安装有漏电保护器。当电路中发生漏电事故时，部分电流流入大地或流经人体，流入和流出的电流不相等，漏电保护器就能检测出这一差别，在0.1 s内迅速切断电路（家庭用漏电保护器动作电流一般为15～30 mA），预防触电事故发生。要注意的是，漏电保护器在“人站在地上摸火线”（电流经人体入地）时会跳闸，但“双手同时摸火线和零线”时，不会跳闸。
四、例题（计算综合）
小明家用电表标有"220V 10（40）A"。照明灯6盏共100W、电视机150W、电冰箱130W、洗衣机200W、吸油烟机200W、空调1100W。所有电器同时正常工作时，干路电流多大？若再打开3000 W的电热水器，是否可以？
解：总功率
P=100W+150W+130W+200W+200W+1100W=1880W
I = P/U=1880W/220V ≈ 8.5A
若再接入3000 W的电热水器，总电流将超过空气开关额定值而跳闸——这就是“总功率过大导致电流过大”的定量体现。
