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继续昨天的话题，今天早上又跳闸了，后来发现是有水滴到插座上了，拿到旁边晾一晾，晚上回家看看是不是就好了，再一次证明空气开关是很厉害的，非常灵敏，着火的概率非常低。 公布一下昨天问题的答案，电闸推上去闭合，拉下来断开就是一种安全用电的应用，为啥呢，因为如果反过来，推上去是断开，那么有可能在外力或者是重力的干扰下，导致电闸掉下来闭合，这时候检修人员是不知道的，有触电的风险。 安全用电从家庭电路引申至入户电路，有种东西叫变压器，为什么要变压，就要说到远距离输电，电能是一种能量，能量是可以进行转化的，水力发电是用势能变成动能再变成电能，火力发电是热能变成动能再变成电能，核电是核能变成热能变成动能再变成电能，咋都要变成动能呢？因为有个东西叫发电机，磁场加线圈。 如果家里面有四驱车，就特别好做这个实验，用里面的小马达，舌头舔着电刷，手动转动电机的金属轴，舌尖上就会有种麻酥酥的感觉，这个就是发电的过程。 扯远啦，赶紧收回来，因为一般讲到安全用电，孩子们都学过焦耳定律的，即电在传递的过程中，会产生热，而热的产生是因为导体中有电阻，但是一般电路导线里面的电阻很小，基本上可以忽略不计。 但我们都知道，城市里面是没有电厂的，我们的三峡大坝还有西电东输的任务，那在这么远的距离下，电阻产生的热是不能忽略的，那么最理想的方案就是用超导体做导线，没有电阻就搞定了，但是目前还没有常温超导，超导实验也是要在液氮的低温下才能进行，我们只能通过别的方法搞定。 这时候我一般会引入一道竞赛题，即远距离输电电线的特点，以及这样做的好处是什么，远距离输电线路是由多股金属缠绕而成，中间是相对比较细的铜线，外层是比较粗的铝线，这道题考察了非常丰富的知识点，首先大家要知道金属的导电性顺序——银铜铝铁，这时候有的学生可能爱抬杠，比如说还有金，还有钙，我说你这都是极端情况，你给我找根钙线我看看。 四种金属常见，且有代表性，为什么不用银线，很简单，成本太高，为什么不全用铜线，这里面其实有两个答案，一个是因为铜的密度是8.9，铝的密度是2.7，全用铜线质量太大，远距离输电，需要假设更多的电线杆，减轻质量是一个答案，但全用铝也不行，因为铝的强度没有铜大，比如易拉罐就是铝的，很容易捏扁，中间细铜线的目的就是增加强度，也是一个答案。 一般讲到这里我会引申一下，中国是个缺铜的国家，会讲铜钱是铜六铅四，会讲坦赞铁路等等等等。 最后一个答案就是多股拧成一股，增大横截面积，同时也避免一根断了导致整个电路断开，讲到这里孩子们已经很佩服了，这时候一定要反其道而行之，告诉他们其实跟导线较劲并没有什么用，真正解决远距离输电的是另一个方法。 这就要从焦耳定律的公式和实际用电的情况上来看了，输电给一座城市，总功率是一定的，那么如果电压变大，电流就会变小，而发热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，也就是说我们之前研究导线，全是在努力的减小电阻，其实不如减小电流来的划算，减小电流是通过提高电压实现的，那么就称之为高压远距离输电。 |
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