Transcript 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 電源的種類及應用  電源種類：其名稱是以 電流方向是否固定 而區分 電的種類 英文縮寫 直流電 DC 電池 交流電 AC 家庭用電 DC＝direct current AC＝alternating current 電路符號 應用 直流電  直流電：DC  輸出電流的方向 固定不變 。  有 正、負極之分，由 電池 產生。  電流方向由電池 正極.

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
電源的種類及應用
 電源種類：其名稱是以 電流方向是否固定 而區分
電的種類
英文縮寫
直流電
DC
電池
交流電
AC
家庭用電
DC＝direct current
AC＝alternating current
電路符號
應用
直流電
 直流電：DC
 輸出電流的方向 固定不變 。
 有 正、負極之分，由 電池 產生。
 電流方向由電池 正極 流出，經導線回到電池 負極 。
（電流 I 與電子流 e 方向相反）
 電流大小 不 隨時間減少，使用一段時間後會減少
 比交流電 早 發明
交流電
 交流電：AC
 輸出電流的方向 週期性改變
。
 沒有 正、負極之分，如家用電源，由 發電機 產生。
 電流大小與電流方向 會 隨時間週期性的改變
 比直流電 晚 發明
 台灣使用之交流電頻率是 60 Hz
 能以簡單方式變壓
交流電的電流與時間圖
 交流電：交流電頻率（
發電機轉動頻率
 電流的 大小 與 方向
 每轉一圈，正負各一次
（每180度變換方向一次）
）
都週期性的改變
台灣的交流電頻率
 台灣交流電頻率： 60
Hz。
1
秒
60
 頻率 60Hz  60 次
秒
 週期 
1 秒
60 次
 每次電流方向改變 2 次
 每秒電流方向改變120 次
 每秒電流方向來回變化60 次
直流電與交流電
e
e
mA
mA
⊕
交流電 AC
直流電 DC
安培計的指針偏轉方向是電子流的方向

 電力輸送
電力輸送示意圖
 電的輸送：發電  輸電  配電  用電
發電廠345KV 34 萬 5 仟伏特
16 萬 1 仟伏特
商
業
大
樓
一次變電所161KV
二次變電所
69KV
6 萬 9 仟伏特
住家220 / 110V
22 / 11KV
工廠
電廠將電傳送至用戶端時，會先 升高 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 。
台灣電力公司電力系統流程圖
Fig From：台灣電力公司網站
討論 高壓輸電
 發電廠輸電： 高電壓 、 低電流 輸電。
 以減少輸送過程中 電能損耗 。
（媒體：1，1’42”）
電廠 P 為定值
1
 P  IV  V  反比
I
 提高V, 輸出I 小
導線 R 很小且為定值
P  I2R  P  I2
 輸出I 小 , 銅線的P 就小
範例解說
1. （ B ）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，當發出電壓變為原來的2倍時，則輸送
線路上電能損失的功率變為原來損失的多少倍？
（歐姆定律：V＝IR；功率：P＝IV或P＝I2R或P＝V2／R）
(A) 1／8
(B) 1／4 (C) 1／2
(D) 3／4
發電廠
用戶端
導線 R 很小且為定值
電廠 P 為定值
1
反比
I
1
 提高為2V, 輸出為 I
2
 P  IV  V 
 P  I2R  P  I2
1
1
 輸出 I 小 , 銅線P為原來之
2
4
 電器標示與配電
電器的出廠標誌
 電器的出廠標誌  電壓－交流電頻率－電功率－工作電流
（1）最佳使用環境：電鍋在 110 V下使用時，電功率才有 430 W。
 電壓過高， 電器易燒毀 ；電壓過低， 功率不足，煮不熟 。
28.14 Ω。
（2）可求出電阻大小，視為一定值；如圖電阻為
（3）工作電流 3.91
A。
P  IV
V 2 1102
R

 28.14
P
430
交流電
頻率
P 430
I 
 3.91A
V 110
工作電流
出廠標示說明
 若使用DC電源 , 應使用2 號電池 八顆
2號
 若使用DC電源 ,串聯
1.5V 8  12V
家庭用戶電源線示意圖
C 線稱為 中性線 ，此條線通常會接觸地表，又稱為 接地線
A、B 兩條線則稱為 活線 或 火線 。
。
電源插頭與插座
110 V
兩孔插座
活線A（或B）
中性線C
110 V
三孔插座
活線A （或B）
中性線C
接地線
220 V
三孔插座
活線A
活線B
中性線C
家庭用電配電
 電錶與電費
瓦
時
計
電
錶
電費度數
電費計算
 電費：
（1）儀器： 瓦時計 。
（2）計量單位： 度 。 依使用的 電能 為收費依據
（3）電費計算：
電費  每度單價  使用度數
度的定義
 度的定義：
（1）1度相當於1000 瓦電器連續使用1小時所消耗的電能
3.6×106 焦耳。
（2）1 度 ＝ 1000 瓦‧小時＝
1 D  1000 W  h  KWh  Pt
 1000  3600 3600000 3.6 10 J
6
（3）度的求法：
E
D  KW  h 
3.6  10 6
 E  3.6 10  D  Pt
6
範例解說
6
2.800 W的燈泡，使用30分鐘，消耗電能 1.44×10 焦耳＝
D  KWh  0.8  0.5  0.4
0.4
度。
E  3.6 106 D  3.6 106  0.4
 1.44106 J
3.500 W的燈泡，每天使用2小時：
（1）一個月耗電 30 度。電能消耗 1.08×108 焦耳。
（2）承上，若電費單價每度 2.5元，則電費 75
元。
D  KWh  30
 0.5  2  30  30
E  3.6 106 D  3.6 106  30
 1.08108 J
4.一度的電能：
 能供給100W燈，使用 10 小時。
 能供給800W電鍋，使用 1.25 小時。
D  KWh
1  0.1 h  h  10
電費  30  2.5  75
D  KWh
1  0.8  h  h  1.25  1小時15分
範例解說
5.教室電腦 500 W和電燈100 W、20盞，同時使用8小時：
共耗電 2.5 度，若電費每度5 元，電費 100 元。
P  500  100  20  2500W  2.5KW
D  KWh
電費  20  5  100
 2.5  8  20
6. 7200000焦耳=
2
度電
E
7.2 106
D

2
6
6
3.6 10
3.6 10

電線走火與用電安全
短路
 短路：電能由電池傳出，沒有經過電燈消耗就回到電池
 短路可能造成的結果：
（1）導線瞬間流經的電流過大，導致過熱而發生 電線走火
（2）使線路上的電器或電池 過熱或損毀
。
甲
 甲 燈泡不亮
（短路）
甲
 甲 燈泡過熱
或燒毀
乙 燈泡不亮
（短路）
。
乙
 電池過熱
（短路）
插頭的電線走火
斷路
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。
短路
安全負載電流
 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
用電安全  I總電流  I安全負載電流
電路的保護者
 電路的保護者：
（1）為了避免流經電路的電流超過安全負載，可在電路或電器中裝
設保險絲或無熔絲開關的保險裝置來保護電路。
（2）保險絲是由低熔點的合金
熔點比銅小
電阻比銅大
材質特性 
、
。
（3）與電器 串聯 ，若電流過大時：
 保險絲：會因發熱而 熔斷 。
 無熔絲開關：會自動 跳開 ，使電路成斷路
（4）若保險絲燒斷：需依一定的規格更換（禁用金屬線替代），而
無熔絲開關只要重新開啟，便可恢復電力。
用電安全  I保險絲的容許電流  I安全負載電流
保險絲與無熔絲開關
無熔絲開關
電路元件
保險絲
保險絲
電路符號
範例解說
7.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：
（1）一個電爐使用 1 分鐘，消耗 24000 焦耳的電能。
（2）每一個電爐使用時，有 40/11 安培的電流經過。
（3）若每組使用一個電爐，最多只能供應 13 組做實驗。
（4）請標示出適合串聯保險絲的位置。
E  Pt  400  60  24000 J
 40 
n   50
 11 
 n  13.75  n  13
P 400 40
I 

A
V 110 11
範例解說
7. 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：
（1）若同時使用，使用 2小時其耗電為 3.96 度。
（2） A
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。
D  KWh
 880 330 550 220

  2  3.96
1000


I 總電流 
P總電功率
V總電壓

880 330 550 220

 18A
110
家庭用電安全須知
 家庭用電注意事項：
(1) 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。
(2) 身體或站立處潮濕時，不可觸摸電器。
(3) 不可在同一插座或延長線連接過多電器。
(4) 不可用拉扯電線的方式拔出電器插頭。
(5) 插座不可安裝在靠近水源或熱源處。
(6) 電器長時間不使用時，需拔下插頭。
(7) 無人時，電燈、冷氣機等均應關閉，以策安全。
課程結束