家庭电路与安全用电

• 杭州梅雨季节的漏电跳闸：空气潮湿使电器绝缘性能下降，漏电保护器动作频繁——这不是故障，而是它在尽职工作。
• 卫生间的防水插座与等电位联结：潮湿环境人体电阻小，故规定卫生间插座必须带防水盖并可靠接地。
• 亚运场馆的临时用电：所有临时线路都必须加装漏电保护器，金属看台、灯架全部接地。
• 地铁站内的高压警示牌：接触网电压上千伏，「不靠近高压带电体」是硬规矩，因为高压可以击穿空气形成电弧。

生活应用题 1 · 家里空气开关为什么反复跳闸

小杭家做饭时一开电磁炉就跳闸。已知进户线最大允许电流 $20\ \text{A}$，其他电器同时工作的总功率为 $2200\ \text{W}$，电磁炉功率 $2100\ \text{W}$，电压 $220\ \text{V}$。①分析跳闸原因；②求跳闸前后干路电流各是多少；③提出两条改进措施。

分步解：

1. 求允许的最大总功率，依据 $P = UI$：$P_{\text{max}} = 220 \times 20 = 4400\ \text{W}$。
2. 求接入电磁炉前的干路电流，依据 $I = \dfrac{P}{U}$：$I_1 = \dfrac{2200}{220} = 10\ \text{A}$，未超限，不跳闸。
3. 求接入电磁炉后的总功率与电流，依据家庭电路各用电器并联、总功率相加：$P_{\text{总}} = 2200 + 2100 = 4300\ \text{W}$，$I_2 = \dfrac{4300}{220} \approx 19.5\ \text{A}$。
4. 判断原因：$19.5\ \text{A}$ 已接近 $20\ \text{A}$ 的上限，加上电磁炉启动瞬间电流更大，因而超过整定值跳闸。所以原因是用电器总功率过大导致干路电流过大，不是短路。
5. 改进措施：①错峰使用，用电磁炉时先关掉热水器等大功率电器；②请电工更换更粗的进户线并提高空气开关额定电流（切不可自行把开关换大而不换线，否则导线过热更危险）。答：跳闸原因是总功率过大；电流由 $10\ \text{A}$ 增至约 $19.5\ \text{A}$；措施如上。

生活应用题 2 · 冰箱外壳为什么必须接地

小杭发现家里老冰箱的金属外壳摸上去有「麻手」的感觉，用试电笔测外壳，氖管微微发光。①说明这是什么现象；②解释接地线为什么能消除危险；③如果家里装了漏电保护器，会发生什么？

分步解：

1. 判断现象：试电笔发光说明外壳与火线相通，即冰箱内部绝缘老化造成漏电，外壳带电。「麻手」是微弱电流通过人体的感觉。
2. 解释接地作用：地线把外壳与大地可靠连接。人体电阻远大于地线电阻，漏电电流几乎全部经地线流入大地，通过人体的电流极小，从而避免触电。
3. 分析漏电保护器的动作：漏电时流过火线的电流大于流回零线的电流，出现差额，漏电保护器立即切断电源，冰箱停止工作并报警式跳闸。答：这是漏电、外壳带电；接地线为漏电电流提供低电阻通路，保护人身安全；有漏电保护器时会立即跳闸断电。处理：立刻拔掉电源插头并报修，不可继续使用。