Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện chi tiết Vật Lý 9

Nội dung bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện Vật lý 9 chi tiết nội dung kiến thức bài học mời các em học sinh tham khảo phía dưới.

Bài viết tham khảo thêm:

• Định luật Jun - Lenxơ
• Bài tập vận dụng định luật Jun - Lenxo
• Thực hành : Kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I 2 trong định luật Jun-Lenxo

I. Lý thuyết Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện

1. An toàn khi sử dụng điện

a) Nguyên nhân có thể dẫn tới tai nạn điện

• Xây nhà có ban công ở gần đường dây tải điện cao thế.
• Chạm tay vào vỏ kim loại của các đồ dùng điện (thiết bị điện) bị rò rỉ điện.
• Vui chơi ở gần các khu vực đường dây dẫn điện cao thế.
• Đến gần nơi dây dẫn có điện bị đứt, rò điện và bị rơi xuống đất,…

b) Hậu quả tai nạn điện

Tai nạn điện ảnh hưởng đến tài sản và tính mạng con người.

c) Quy tắc an toàn khi sử dụng điện

• Chỉ làm thí nghiệm với nguồn điện có hiệu điện thế < 40V.
• Phải sử dụng các dây dẫn vỏ bọc cách điện đúng theo tiêu chuẩn quy định (vỏ bọc cách điện cần phải chịu được dòng điện định mức theo quy định cho mỗi loại dụng cụ điện).
• Mắc cầu chì có cường độ định mức phù hợp với thiết bị hay dụng cụ điện, đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy xa.

Ví dụ: Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch, cầu chì kịp nóng chảy và cần tự động ngắt mạch trước khi các thiết bị, dụng cụ điện bị hư hỏng.

• Cần thận trọng khi tiếp xúc với mạng điện của gia đình vì nó có hiệu điện thế là 220V rất nguy hiểm. Chỉ sử dụng các thiết bị điện khi đảm bảo được cách điện.

Lưu ý: Đối với những thiết bị hay dụng cụ điện bị hư hỏng không rõ nguyên nhân, nếu không sửa được thì tuyệt đối không được tự ý sửa chữa. Cần phải ngắt cầu dao điện và báo cho người lớn hoặc thợ điện.

• Nối đất cho vỏ kim loại của các thiết bị, dụng cụ điện để đảm bảo được an toàn điện.

Vỏ kim loại của các dụng cụ điện được nối bằng một sợi dây dẫn với chốt thứ ba của phích cắm và được nối đất thông qua lỗ thứ ba của ổ lấy điện. Dây dẫn điện bị hở và tiếp xúc cùng với vỏ kim loại của dụng cụ. Nhờ có dây tiếp đất mà khi người sử dụng nếu chạm tay vào vỏ dụng cụ cũng sẽ không bị nguy hiểm.

• Mỗi chức năng (thiết bị điện công suất lớn, ổ cắm, chiếu sáng) sử dụng một nhánh điện riêng.
• Mỗi nhánh dây điện sẽ sử dụng tối đa được cho 5 tải tiêu thụ.

2. Sử dụng tiết kiệm điện năng

a) Lợi ích của việc sử dụng tiết kiệm điện năng

• Giảm bớt chi tiêu cho gia đình.
• Các thiết bị và dụng cụ điện được sử dụng lâu và bền hơn.
• Giảm bớt được các sự cố gây tổn hại chung khi hệ thống cung cấp điện bị quá tải, đặc biệt là trong những giờ cao điểm.
• Dành phần điện năng tiết kiệm được cho sản xuất, các vùng cao,…

b) Các biện pháp sử dụng tiết kiệm điện năng

• Cần lựa chọn và sử dụng các thiết bị và dụng cụ điện có công suất phù hợp và chỉ nên sử dụng chúng ở trong thời gian cần thiết.
• Điện năng sản xuất ra cần phải được sử dụng ngay vì không thể chứa được điện năng vào kho. Vào ban đêm tuy lượng điện năng sử dụng nhỏ tuy nhiên các nhà máy điện vẫn cần phải hoạt động. Vậy nên một biện pháp tốt nữa để tiết kiệm điện năng chính là việc sử dụng điện vào ban đêm.

II. Giải bài tập Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Chỉ được làm thí nghiệm với các nguồn điện có hiệu điện thế ở dưới bao nhiêu vôn?

Trả lời:

Khi làm thí nghiệm, ta chỉ làm đối với các nguồn điện có hiệu điện thế dưới 40V (U < 40V). Bởi vì với cường độ này thì nếu không may bị tai nạn điện, cường độ dòng điện chạy qua cơ thể sẽ không gây nên nguy hiểm tính mạng.

Câu C2 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Cần phải sử dụng dây dẫn có vỏ bọc như nào?

Trả lời:

Cần phải sử dụng các dây dẫn có vỏ bọc cách điện theo tiêu chuẩn, phải chịu được cường độ dòng điện theo định mức để tránh được nguy hiểm.

Câu C3 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Cần lắp đặt thiết bị gì cho mỗi dụng cụ điện để có thể ngắt mạch tự động khi xảy ra hiện tượng đoản mạch?

Trả lời:

Cần phải mắc cầu chì cho từng dụng cụ điện để có thể ngắt mạch tự động khi xảy ra tình trạng đoản mạch bởi vì khi đó cầu chì nóng chảy và sẽ tự động ngắt mạch.

Câu C4 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Khi tiếp xúc với mạng điện của gia đình, ta cần lưu ý gì? Vì sao?

Trả lời:

Khi tiếp xúc với mạng điện của gia đình, ta cần phải lưu ý những điều sau:

• Cẩn thận khi ta tiếp xúc vì với hiệu điện thế 220V thì sẽ gây nguy hiểm tới tính mạng.
• Đảm bảo được tính cách điện: Những phích cắm hay đường dây dẫn phải đảm bảo không bị hở, rò rỉ điện,…
• Khi có người bị điện giật: Cần phải ngắt/đóng nguồn điện ngay lập tức, sử dụng các dụng cụ, vật dụng cách điện chứ không chạm vào người bị giật.

Câu C5 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Bóng đèn treo khi bị đứt dây tóc cần phải thay bóng đèn khác. Hãy cho biết tại vì sao những việc làm sau đây giúp đảm bảo an toàn điện:

• Nếu đèn treo sử dụng phích cắm thì cần phải rút phích cắm ra khỏi ổ điện trước khi tháo bóng đèn hỏng và thay bóng đèn khác.
• Nếu đèn treo không sử dụng phích cắm thì cần phải tháo cầu chì hoặc ngắt công tắc trước khi tháo bóng đèn hỏng và thay bóng đèn khác.
• Đảm bảo được cách điện giữa con người với nền nhà (Ví dụ như đứng ở trên ghế nhựa hoặc ở trên bàn gỗ khô) trong lúc tháo bóng đèn hỏng và thay bóng đèn khác.

Trả lời:

• Sau khi đã rút phích cắm điện thì sẽ không thể có dòng điện chạy qua cơ thể người được → Do đó loại bỏ sự nguy hiểm bởi dòng điện có thể gây ra.
• Để đảm bảo an toàn điện, cầu chì và công tắc ở trong mạng điện gia đình luôn được nối với một dây “nóng”. Chỉ khi ta chạm vào dây “nóng” thì mới có dòng điện chạy qua cơ thể con người và gây nguy hiểm, còn một dây “nguội” luôn được nối với đất nên giữa cơ thể người và dây “nguội” không có dòng điện chạy qua. Chính vì thế việc tháo cầu chì hoặc ngắt công tắc trước khi thay bóng đèn hỏng đã làm dây “nóng” hở, vậy nên loại bỏ được trường hợp dòng điện chạy qua cơ thể con người và đảm bảo được an toàn.
• Khi đảm bảo được cách điện giữa nền nhà và người, do vật cách điện có điện là rất lớn, nếu có dòng điện chạy qua cơ thể người và vật cách điện cũng sẽ có cường độ rất nhỏ vậy nên không gây nguy hiểm tới tính mạng.

Câu C6 | Trang 51 SGK Vật Lý 9

Nối đất cho vỏ kim loại của những dụng cụ điện là một trong những biện pháp đảm bảo an toàn điện.

• Khi ta sử dụng các dụng cụ điện này, tay thường tiếp xúc với lớp vỏ kim loại của chúng. Để đảm bảo được an toàn, vỏ kim loại của các dụng cụ điện được nối bởi một dây dẫn với chốt thứ 3 của phích cắm và được nối đất thông qua lỗ thứ ba của ổ điện. Hãy chỉ ra dây nối dụng cụ điện với đất và dòng điện đã chạy qua dây dẫn nào ở trên hình 19.1 khi dụng cụ này hoạt động bình thường.

• Trong trường hợp trong hình 19.2, dây dẫn điện đã bị hở và tiếp xúc với vỏ kim loại của dụng cụ. Nhờ có dây tiếp đất mà người sử dụng nếu chạm tay lên vỏ dụng cụ cũng không gây nguy hiểm. Hãy giải thích vì sao?

Trả lời:

• Theo hình 19.1, ta chỉ ra được dây nối dụng cụ điện với đất. Dòng điện sẽ chạy qua 2 dây còn lại khi dụng cụ điện hoạt động bình thường.
• Theo hình 19.2, tuy dây dẫn bị hở nhưng những người sờ, chạm vào vỏ kim loại của dụng cụ điện lại không bị sao do có vỏ kim loại đã được nối với dây thứ ba nối với đất. Vậy nên hiệu điệu thế của kim loại sẽ = 0.

Câu C7 | Trang 52 SGK Vật Lý 9

Hãy thử tìm thêm các lợi ích khác khi ta sử dụng tiết kiệm điện năng?

Trả lời:

Một số lợi ích khác khi ta sử dụng tiết kiệm điện năng là:

Ngắt khi không sử dụng các thiết bị như đèn chiếu sáng, quạt,… Hạn chế sử dụng các thiết bị, dụng cụ điện tốn nhiều điện năng. Như vậy cơ quan, gia đình đã tiết kiệm được chi phí cho việc sử dụng điện, tránh ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu.

Câu C8 | Trang 52 SGK Vật Lý 9

Hãy viết lại công thức để tính điện năng sử dụng.

Trả lời:

Công thức để tính điện năng sử dụng là:

A = P.t

Trong đó:

• P (W) là công suất sử dụng
• t (s) là thời gian sử dụng công suất đó.

Câu C9 | Trang 52 SGK Vật Lý 9

Từ đó hãy cho biết, để có thể sử dụng tiết kiệm điện năng thì:

• Cần phải lựa chọn và sử dụng các thiết bị hay dụng cụ điện có công suất như thế nào?
• Có nên dùng bộ phận hẹn giờ làm việc khi sử dụng các thiết bị hay dụng cụ điện hay không? Tại sao?

Trả lời:

Để có thể sử dụng tiết kiệm điện năng thì:

• Cần phải lựa chọn và sử dụng các thiết bị hay dụng cụ điện có công suất nhỏ bởi vì độ lớn của điện năng tỉ lệ thuận cùng với công suất tiêu thụ.
• Nên cho bộ phận hẹn giờ làm việc khi ta sử dụng các thiết bị hay dụng cụ điện bởi vì hết thời gian hẹn giờ thì các thiết bị sẽ tự động ngắt điện → Giúp tiết kiệm điện năng hơn.

Câu C10 | Trang 52 SGK Vật Lý 9

Một bạn rất hay quên tắt điện khi ra khỏi nhà. Em hãy nghĩ cách để giúp bạn ấy tránh lãng phí điện năng và đảm bảo an toàn điện.

Trả lời:

Ghi chữ vào một tờ giấy là “Nhớ tắt điện khi ra khỏi nhà” và dán ở trước cửa.

Nếu bạn luôn ra khỏi nhà vào một thời điểm cố định (đi chơi, đi làm, đi học,…) thì bạn ấy có thể đặt chuông báo bằng điện thoại hay đồng hồ để nhắc nhở vào giờ đó.

Câu C11 | Trang 53 SGK Vật Lý 9

Những thiết bị nung nóng bằng điện ở trong gia đình sử dụng nhiều điện năng. Biện pháp để tiết kiệm nào ở dưới đây là hợp lý nhất?

A) Không sử dụng những thiết bị nung nóng bằng điện.

B) Không sử dụng bếp điện để đun nấu.

C) Chỉ sử dụng những thiết bị nung nóng bằng điện có công suất nhỏ ở trong thời gian tối thiểu cần thiết.

D) Chỉ đun nấu bằng điện và sử dụng những thiết bị nung nóng khác như: máy sấy tóc, bàn là,… trong thời gian cần thiết tối thiểu.

Trả lời:

→ Đáp án D

Trong gia đình, các thiết bị nung nóng bằng điện sử dụng nhiều điện năng. Biện pháp tiết kiệm hợp lí nhất là: Chỉ đun nấu bằng điện và sử dụng các thiết bị nung nóng khác như bàn là, máy sấy tóc…trong thời gian tối tiểu cần thiết.

Câu C12 | Trang 53 SGK Vật Lý 9

Một bóng đèn dây tóc có giá là 3.500 đồng, có công suất là 75W, thời gian thắp sáng tối đa là 1.000 giờ. Một bóng đèn compact (compact fluorescent lamp ở hình 19.3) có giá 60.000 đồng, công suất là 15W, có độ sáng bằng bóng đèn dây tóc nói ở trên, thời gian thắp sáng tối đa là 8.000 giờ.

• Tính điện năng sử dụng của từng loại bóng đèn trên trong thời gian 8.000 giờ.
• Tính toàn bộ chi phí (tiền để mua bóng điện và tiền điện cần phải trả) cho việc sử dụng từng loại bóng đèn này trong 8.000 giờ, nếu 700 đồng là giá 1kW.h.
• Sử dụng loại bóng đèn nào là có lợi hơn ? Tại sao ?

Trả lời:

- Điện năng sử dụng trong thời gian 8000 giờ của:

• Bóng đèn dây tóc: A = P.t = 75.8000 = 600000 W.h = 600 kW.h
• Bóng đèn compact : A = P.t = 15.8000 = 120000 W.h = 120 kW.h

- Nếu 700 đồng là giá 1kW.h thì:

• Giá khi sử dụng bóng đèn dây tóc là: Tiền mua đèn + Tiền điện = 3500.8 + 600.700 = 448.000 đồng
• Giá khi sử dụng bóng đèn compact là: Tiền mua đèn + Tiền điện = 60000 + 120.700 = 144.000 đồng

⇒ Vậy sử dụng bóng đèn compact sẽ có lợi hơn vì giúp tiết kiệm được điện và tiết kiệm chi phí, ngoài ra còn tiết kiệm được thời gian thay bóng đèn mới.

Trên đây HOCMAI đã giới thiệu tới các em lý thuyết và bài tập bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện. Để có được kết quả cao hơn trong học tập, HOCMAI xin giới thiệu tới các em học sinh bộ tài liệu tổng hợp và giới thiệu Vật lý 9.