《2025年长江作业本同步练习册九年级物理全一册人教版》

第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计

项目分析
现代家庭住宅线路设计是一项融合电气工程学、建筑美学与人性化考量的系统工程，电气设计需统筹安全性、功能性及扩展性三大核心要素。电路设计就像给房子建造“神经系统”，既要保证安全可靠，又要考虑美观实用，又能灵活调整。按照这些科学方法规划，接下来我们用科学的方法来设计家里的电路。
一、调查家庭用电需求
1. 制作“电器身份证”表格：记录每个电器的功率（比如空调的功率为2000W、冰箱的功率为150W），统计使用时间（比如电视机每天使用4小时、洗衣机每周3次），标注特殊需求（比如电热水器需要单独线路）。
2. 计算总用电量：把常用电器功率相加，考虑同时使用系数（一般家庭按70%计算），比如总功率为5kW时，实际需要的功率为5kW×0.7=3.5kW。
二、规划电路分支
1. 必须分开的“专用线路”：①空调、电热水器等大功率电器要单独回路。②厨房和卫生间设置防潮专用回路。③照明系统单独成回路。
2. 回路分配原则：①每个普通插座回路不超过10个插座。②单个回路功率不超过3500W（通过的电流约16A）。
3. 建议配置：①照明回路选用1.5mm²铜线。②普通插座选用2.5mm²铜线。②大功率电器选用4mm²铜线。
三、选择保护装置
1. 断路器选择：照明回路选C10型（10安培）；普通插座选C16型带漏电保护；空调选C20型。
2. 安全防护：①总开关安装63A过载保护器。②潮湿区域加装30mA漏电保护器。③配电箱预留20%空位备用。

项目实施
一、家庭用电需求调查
请填写用电器调查表格。
安全提示：观察配电箱时切勿随意触摸！
二、配电分支回路设计
（一）根据用电需求设计分支回路：
（二）具体设计：
1. 安全是重中之重：大功率电器必须“专线专用”，空调、烤箱等单独回路配4mm²铜线。
2. 厨房、卫生间等潮湿区域设专用回路，潮湿的卫生间装防溅插座，并配上30mA漏电保护器。
3. 照明与插座回路分开。
4. 所有线路须套PVC阻燃管，避免短路隐患。明确导线横截面积与安全电流关系，断路器额定电流匹配以及成本与安全平衡。
三、美观实用小技巧
1. 隐藏式设计：电视墙预埋直径50mm的PVC管。床头设置双控开关（不用下床关灯）。厨房插座加装防油污盖板。
2. 未来准备：每个房间多装2个备用插座，为智能家居预留线路。
项目评估
1. 设计过程中遇到的主要挑战是什么？
2. 总功率大的分支回路应选择较粗还是较细的导线？家庭电路导线是否越粗越好？选择导线时除安全外还需考虑哪些因素？
3. 家庭电路设计中还应该注意哪些安全问题？
4. 通过项目对家庭电路有哪些新认识？

答案： 1.略 2.略 3.略 4.略