生活中我们时常碰到电路短路的情况,咔嚓一下电路跳闸,家里陷入一片漆黑。
可别小看电路短路的危害,据应急管理部消防救援局统计,今年1-10月仅因电气引发的火灾就占火灾起因总数的三成多。
进入冬季后气温降低,用火用电量增加,更是出现了不少因电线短路而引发的火灾。
短路引发火灾
什么情况下会造成短路现象?为了探究其中的原因,我用9V电池设计了如下的实验,供家长朋友给娃普及知识点时做参考。
01
给孩子提问:电池短路会有什么危害?
接着让孩子提出自己的观点假设。
然后顺着孩子的假设,设计下面的实验进行检验。
实验材料
9V电池 / 托盘 / 钢丝棉
实验步骤
01·准备一块9V的电池。
02· 将钢丝棉放置在托盘上。
03·将电池的正负极接触钢丝棉。
04· 3秒后,钢丝棉就开始燃烧。
现象及结论通过观察实验,我们可以得到这样的结论:钢丝棉是导体,9V电池的正负极都在一端,在直接接触的一瞬间,会造成局部短路,产生极高的热量,所以能被迅速点燃。
02
在教科版科学四年级下册中,就会涉及到《简单电路》,在串联电路中,电流从电源的正极出发,依次经过开关、用电器,最后接到电源的负极,构成一个完整的回路。
简单电路图如果在电路中,电流不流经用电器,直接连接电源正负两极,就会造成短路现象了。
局部短路
为什么短路会造成电路发热甚至引发火灾呢?这里给大家介绍一位著名的德国物理学家——欧姆,他发现了电阻中电流与电压的正比关系。
乔治·欧姆
他在《金属导电定律的测定》论文中提出,在同一电路中,通过某一导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,后来人们也就把这条定律称之为欧姆定律。
实验中钢丝棉电阻很小,所以在接触电池的一瞬间,电路上的电流会非常大,产生极高的热量,再加上钢丝棉内部结构蓬松,空气的接触面积加大,所以能瞬间被引燃。
随着研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号Ω表示。
03
短路现象是日常生活中常见的电路故障之一,家庭用电短路的主要原因有:
● 绝缘选择不合适,如电压等级高,绝缘等级低;
● 绝缘层受高温、潮湿、腐蚀作用失去绝缘能力;
● 用金属丝捆扎导线或把绝缘挂在金属物上;
● 天长日久绝缘层磨损、老化;
● 雷击过电压、线路空载时的电压升高等,使导线绝缘层被击发生短路。
绝缘层脱落看完今天的电池点火小实验,就能直观感受到短路的危害,原来看似不起眼的电池,除了要做绝缘保护外,还要远离金属等导体摆放。对家里的用电器,电路也要定期检查,排除安全隐患。
好了,今天要分享的实验就到这里吧!需要注意的是:本次实验要在家长陪同下进行,远离易燃区域。
页面更新:2024-03-13
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