課程名稱：電與生活 編授教師： 中興國中 楊秉鈞

 直流電與交流電

直流電與交流電  直流電與交流電： （1）比較：其名稱是以 區分 DC＝direct current  直流電與交流電： （1）比較：其名稱是以 區分 電流方向是否固定 電流類別 直流電 交流電 電源的電極 正、負極固定 正、負極不固定 電流方向 固定不變，正極流出 週期性變化 電流大小 固定不變 英文簡記 發明時間 電路符號 常見電源 電池 家用電源 DC＝direct current DC AC AC＝alternating current 早 晚

直流電與交流電  直流電與交流電： （2）電流對時間圖：  直流電：  交流電： I e I 方向改變 I=最大 I=0     直流電與交流電： （2）電流對時間圖：  直流電：  交流電： I e I 方向改變 I=最大 I=0    I=最大 直流電的電流方向一定 交流電流大小、方向，週期性改變。

直流電與交流電  直流電與交流電： （3）臺灣地區的家庭電源 ：  交流電頻率：60 Hz  發電機以每秒 次的頻率，來回變換電流的方向和大小  電流對時間圖：  連續發電時，每次電流方向改變 次 60 2 1次（圈） [ from：觀念物理 ]

 電的輸送方式

電的輸送方式  電的輸送方式： （1）電力輸送過程：發電  輸電  配電  用電 （2）輸電方式： 電廠將電傳送至用戶端時，會先 電壓，然後將電輸送至各 地的變電所降壓，再經由街道電線桿上或地面上的變壓器，將電 壓降至一般家庭或工廠中，提供用戶使用 。 升高 輸電 發電 用電 配電

台灣電力公司輸電系統流程圖 ( Fig From：台灣電力公司網站 )

電的輸送方式討論  電的輸送方式： （3）輸電方式討論：  發電廠：發電的 固定  輸電線路：線路長度固定，線路的 固定  發電廠採取 、 方式輸送，以減少輸電線路 上的電能損耗。 （媒體：1，1’42”） 電功率 電阻 高電壓 低電流

範例解說 1. 發電廠所發出的電能，一般須經由長途的輸送線路，送到各地區的用 戶，因此輸送線路是用電阻很小的銅線製成，以減少電能的損失。若 發電廠所發出的電功率保持一定，且輸送線路符合歐姆定律，則： 當發出電壓變為原來的 2 倍時，則：  輸電線路上的電流，將變為原來的 倍。  輸電線路上的能量損失，將變為原來的 倍。  當發出電壓變為原來的 n 倍時，則：  輸電線路上的電流，將變為原來的 倍。  輸電線路上的能量損失，將變為原來的 倍。 P 定值 發電廠 用戶端 R 定值

 配電系統

配電系統 單相三線  配電系統： （1）住家配電方式： 。  從電線桿上的變壓器接到家庭用戶的導線，共有 條：  條非接地線和 條接地線。  （ ）：非接地線  對地有電壓  （ ）：接地線（接觸地表） 對地無電壓 單相三線 三 二 一 活線 火線 中性線 地線

配電系統 迴路連接  配電系統： （1）住家配電方式：  迴路連接：  每條活線與中性線間的電位差均為110 伏特 ，但兩活線間的電位差則為 220伏特。  110V：連接 及 。  220V：連接 及 。 活線 A （或B） 中性線 C 活線 A 活線 B （黑、紅色絕緣外皮：火（活）線；白色絕緣外皮：中性線 ）

家庭用電配置圖  配電系統： （1）住家配電方式：  家庭用電配置圖： 驗電筆： 插入插座孔，會亮的孔是 。 活線

家庭用電配置圖  配電系統： （2）電源插頭與長短插孔插座： 二孔插座 三孔插座 活線 A（或 B） 中性線 C  配電系統： （2）電源插頭與長短插孔插座： 二孔插座 三孔插座 活線 A（或 B） 中性線 C 活線 A （或 B） 中性線 C 接地線 活線 A 活線 B 中性線 C  短插孔：接火線，是帶電的  長插孔：接中性線，是不帶電的  類似圓孔：接地線 110 V 110 V 220 V 220 V 110 V

範例解說  110V：須連接一條活線與一條中性線 1. （ ）彥志在學習家庭電路時，安裝了甲、乙兩個插座和丙、丁兩盞 燈，如右圖所示，如果兩插座上均連接家用電器，且將電路中 的開關全部閉合，那麼各電器工作的情況是下列何者？ （A）四者都正常工作　　 （B）只有乙、丙、丁正常工作 （C）只有丙、丁正常工作　（D）只有丙正常工作。 D  110V：須連接一條活線與一條中性線

 電錶與電費

電費計算  電費計算： （1）電力公司以用電戶使用的 多寡為計費依據，單位 。 （2）電費計算：  儀器： 。  電費＝使用度數 × 單價 電能 度 瓦時計 度數

電費計算  電費計算： （2）電費計算：  度的定義：  1度相當於1000 瓦電器，連續使用1小時所消耗的電能  1度＝ 的電能＝ ＝ 焦耳。  度的求法： 1 仟瓦．小時

範例解說 1.500 W的燈泡，每天使用2小時：  一個月耗電 度，電能消耗 焦耳。  承上題，若電費單價每度 2.5元，則電費 元。 30 1.08×108 75 2. （ ）附圖為某商家一天中總消耗電功率與時間的關係圖。假設每度 電的電費為 4元，則該商家這一天用電量的電費約多少元？ 　 （A）300元　（B）400元　（C）500元　（D）600元。 B

範例解說 3.某學校有50間教室，教室內有 20 盞、100 伏特、40 瓦特的日光燈，則：  若每間教室電燈全開，連續八小時，則：  學校總電源的總電功率為 瓦。  若電費每度 4 元，學校每天的電費為多少錢？ 元  節約能源，下課每關一盞燈時，下列敘述何者正確？ 。 （A）總電壓減少 （B）總電流減小 （C）總電阻增加 （D）總電功率減少 （E）電費減少 （F）總消耗電能增加 假設當地電壓 100V 40000 1280 BCDE  並聯：V 相等、I 相加、R 倒數（越並越小）、P 相加

範例解說 4.冷氣機甲：110V、1000W，冷氣機乙：220V、1000W，兩臺冷氣機在 額定電壓下正常使用時有何不同？  冷氣機兩端的電壓大小： 。  流經電流大小： 。  使用相同時間下，流經的電量大小： 。  冷氣機的電阻大小： 。  使用相同時間下，消耗的電能大小： 。  使用相同時間下，何者比較省電（費）： 。 甲＜乙 甲＞乙 甲＞乙 甲＜乙 甲＝乙 甲＝乙

 用電安全

短路  短路： （1）意義：電能由電源傳出，沒有經過電燈消耗就回到電源 （2）短路可能造成的結果：  導線瞬間流經的電流過大，導致過熱而發生 。  使線路上的電器或電池 。 電線走火 過熱或損毀 甲 乙 過熱或損毀 過熱  甲 燈泡 。 （短路） 不亮  甲 燈泡 。 乙 燈泡 。 （短路）  電池 。 （短路） 不亮

插頭的電線走火  短路： （3）電線走火： 短路的高電流，其熱效應產生的熱量使電線絕緣外皮熔化， 甚至起火燃燒。 斷路 短路  短路： （3）電線走火： 短路的高電流，其熱效應產生的熱量使電線絕緣外皮熔化， 甚至起火燃燒。 斷路 短路 （媒體：1，1’29”）

範例解說 1. （ ）將 L1∼L3 三個燈泡連接成如右圖所示電路。當開關S斷開 （斷路）時，哪些燈泡會發亮？ D （A）L1、L3 （B）L1、L2、L3 （C）L2、L3 （D）L3。 D 短路 斷路

安全負載電流  用電安全： （1）安全負載電流：電線能承受的最大電流量  若超過負載，電線所生熱能使溫度急遽上升而危險  通常越 的導線，安全負載電流越大 粗

電路安全的保護者  用電安全： （2）電路安全的保護者： 種類 材質特性 鉍錫鉛合金 電阻大於銅、熔點小於銅 原理 電流的熱效應  用電安全： （2）電路安全的保護者： 種類 材質特性 鉍錫鉛合金 電阻大於銅、熔點小於銅 原理 電流的熱效應 雙金屬或電流的磁效應 使用 電流過大時 而成斷路 電流過大時處理  檢查電流過大原因  更換適合之保險絲  檢查電流過大原因  重新開啟 注意事項 不得以金屬線替代 規格選用 保險絲 無熔絲開關 串聯 串聯 熔斷 跳脫接點

保險絲與無熔絲開關 保險絲 無熔絲開關 電路元件 電路符號 保險絲

家庭用電安全須知  用電安全： （3）家庭用電注意事項：  安裝正確數值的保險絲或無熔絲開關。不可以其他金屬 線代替保險絲。 　  身體或站立處潮濕時，不可觸摸電器。 　  不可在同一插座或延長線連接過多電器。 　  不可用拉扯電線的方式拔出電器插頭。 　  使用電器，應依說明書規定，將外殼接地。 　  電器長時間不使用時，需拔下插頭。 　  電路與電器避免潮濕與高溫處。  浴室插座分路應加裝漏電斷路器。

範例解說 1.實驗室的電源110伏特，且所用電線僅能支持50安培的最大電流，今以 標示110V、400W之電爐當熱源如圖所示，試問：  一個電爐使用 1 分鐘，消耗 焦耳的電能。  每一個電爐使用時，有 安培的電流經過。  若每組使用一個電爐，最多只能供應 組做實驗。  請標示出適合串聯保險絲的位置。 24000 40/11 13

範例解說 2. 圖為適用110伏特V的家用電器四種，分別為880W的電鍋、330W的電 熨斗、550W的電爐及220W的冰箱。則：  若同時使用，總電流為 安培。  若同時使用，使用 2小時其耗電為 度。  有五種保險絲，保險絲能承受的最大電流量分別為5、10、 15、20、 25安培，則電路可採用而不至熔斷的保險絲有 幾種？　（A）2 （B）3 （C）4 （D）5。 18 3.96 A

範例解說 3. （ ）電視報導，某鄉鎮因鳥類停在電線上而造成短路，致使很多的用 戶停電。若附圖為電線電路的示意圖，則鳥的兩隻腳可能同時站 在下列哪兩點，而造成短路？ （鳥本身的電阻遠小於電器的電阻） (A) a、b　(B) c、d　(C) a、e　(D) d、e。 C 電器 鳥 家中電器 家中電器 鳥 銅線 電流沒經過鳥

範例解說 並聯 4. （ ）四個相同的燈泡和一電池連接成電路， 如圖，按下開關接成通路後，其中有 幾個燈泡會亮？ 　（A）1個（B）2個（C）3個（D）4個。 A 5.小董家中的電器皆使用110 伏特的電源，且各電器之電功率如附表所 示。某天，她使用檯燈10小時、電視5小時、電冰箱3小時，電鍋1小 時，則： （ ）通過下列何種電器的電流最大？ （ ）通過下列何種電器的總電量最多？ （ ）她使用的電器中，何者耗費電費最多？ 　 （A）檯燈  （B）電視 　 （C）電冰箱　（D）電鍋 Pt D B 180 1250 900 800 B

範例解說 6. （ ）下表所列為小明家中使用的一些電器的資料，則： 小明將110伏特、10安培的雙孔插座延長線，接至牆上110伏 特、20安培的一個插座，則在此延長線上，同時使用下列哪兩 種電器時會有安全上的顧慮？ （A）日光燈和電視　 （B）日光燈和電鍋　 （C）電冰箱和電視　 （D）洗衣機和電鍋。 D 3.5 A 8.0 A 7.0 A 11.1 A 電器規格 日光燈 電視 洗衣機 電冰箱 電鍋 電壓（伏特） 110 電功率（瓦） 55 330 396 440 825 電流列式 流經電流

範例解說 項目 60W 燈 100W 燈 討論關係式 V I R P E Q 相等 相等 並聯 V 相等 小 大 大 小 小 大 小 大 小 7. （ ）一盞檯燈本來使用60瓦特的鎢絲燈泡，換成100瓦特的鎢絲燈泡 後，就變得比較亮了，其主要原因為何？ (A) 通過鎢絲的電流變大了　(B) 燈泡鎢絲的電阻變大了　 (C) 燈泡中的電壓升高了 (D) 通過鎢絲的電流變小了。 A 項目 60W 燈 100W 燈 討論關係式 V I R P E Q 相等 相等 並聯 V 相等 小 大 大 小 小 大 小 大 小 大

範例解說 8.將甲燈(110V、60W)與乙燈(110V、40W)串聯接於110伏特電源上，則：  甲、乙兩燈泡的電功率比為多少？ 。  甲、乙兩燈泡的電功率比為多少？ 。  甲、乙兩燈泡的電壓比為多少？ 。  通過 甲、乙兩燈泡的電流比為多少？ 。  甲、乙兩燈泡的電阻比為多少？ 。 2：3 2：3 1：1 2：3 甲 乙 9.將甲、乙兩個不同的燈泡串聯使用，亮度甲＞乙，則：（填：＞、＝、＜） 　 電壓：甲 乙　  電功率：甲 乙　  電流：甲 乙　  電阻：甲 乙。 ＞ ＞ ＝ ＞

範例解說 10.將甲燈(110V、60W)與乙燈(110V、40W)並聯接於110伏特電源上，則：  甲、乙兩燈泡的電功率比為多少？ 。  甲、乙兩燈泡的電壓比為多少？ 。  通過 甲、乙兩燈泡的電流比為多少？ 。  甲、乙兩燈泡的電阻比為多少？ 。 3：2 1：1 3：2 2：3 甲 乙 11.將甲、乙兩個不同的燈泡並聯使用，亮度甲＞乙，則：（填：＞、＝、＜） 　  電壓：甲 乙　  電功率：甲 乙　  電流：甲 乙　  電阻：甲 乙。 ＝ ＞ ＞ ＜

課程結束