14. 同学们在进行项目化学习时,组建了“我为夏季送清凉”项目小组。任务是为全校50个教室安装合适的空调,每个教室需安装两台空调。
【任务一:空调选购】
(1)同学们在商场发现有A、B两款空调适合安装在教室内,额定电压均为220 V,额定功率分别为1500 W和2200 W,根据所学知识发现:A款空调,制冷速度更
【任务二:空调安装】
(2)同学们在观察走廊的供电箱时看到如题14图1甲所示的情景,由此可知,教室内的照明电路和空调插座电路之间是

(3)同学们在安装时考虑到空调运行时电流比较大,而电流过大会导致线路出现危险。题14表为某种导线在常温下导线线径与安全载流量的关系表,学校采购了A款空调,则空调插座应选择线径为
题14表
|导线线径$ S/mm^{2} $|0.5|1|1.5|2.5|4|
|安全载流量$ I/A $|4|6|10|16|25|

【任务三:我懂省电】
(4)同学们上网查阅资料得知:空调制冷时,设定温度的推荐值一般为26℃,设定温度调高2℃,虽然人体并不会感觉很明显,但对空调来说,平均可省约10%的电能。为了验证这种说法的可靠性,小组利用电能计量插座(题14图1乙)、
①将空调单独接在该电能计量插座上,并记录此时的室温为t;
②
③关闭空调,等室温重新回到t;
④
⑤选择不同型号的空调,重复上述实验,计算并分析数据,得出结论。
【任务四:智能省电】
(5)为落实节能降耗,项目小组给学校每个教室空调设计自动控制装置,当教室有人且室温等于或高于设定温度时,智能空调自动开启。$ S_{1} 和 S_{2} $是两个智能开关,当教室中有人时$ S_{1} $自动闭合,教室中没有人时$ S_{1} $自动断开;当室温等于或高于设定温度时$ S_{2} $自动闭合,室温低于设定温度时$ S_{2} $自动断开,请在题14图2中帮助项目小组完成电路设计(空调用⚪M表示)。


(电路图:相线依次连接$S_1$、$S_2$、$M$,$M$另一端接中性线,金属外壳接接地线)
(6)已知某天学校教室内温度变化情况如题14图3所示,假设当天8~12时和14~18时为学生在校时间,且班级学生每天10点后的体育课和课外活动共约2小时不在教室,学校安装的是(3)中采购的空调,且加装了同学们设计的自动控制装置,当装置设定温度为26℃时,空调以额定功率工作。则:
①学校这天因这批空调消耗的电能约为
②将设定温度提高到28℃,比设定温度为26℃时,学校这天这批空调可节约
【任务一:空调选购】
(1)同学们在商场发现有A、B两款空调适合安装在教室内,额定电压均为220 V,额定功率分别为1500 W和2200 W,根据所学知识发现:A款空调,制冷速度更
慢
(快/慢)。当运行时间相同时,消耗电能较多的是B
(A/B)款空调。【任务二:空调安装】
(2)同学们在观察走廊的供电箱时看到如题14图1甲所示的情景,由此可知,教室内的照明电路和空调插座电路之间是
并联
(串联/并联)的,当只有空调插座电路“跳闸”时,照明电路能
(能/不能)正常工作。(3)同学们在安装时考虑到空调运行时电流比较大,而电流过大会导致线路出现危险。题14表为某种导线在常温下导线线径与安全载流量的关系表,学校采购了A款空调,则空调插座应选择线径为
2.5
mm^2的导线更合适,你选择的依据是每个教室两台A款空调总功率$P=2×1500\,W=3000\,W$,由$P=UI$得总电流$I=\frac{P}{U}=\frac{3000\,W}{220\,V}\approx13.64\,A$,需选择安全载流量大于13.64A的导线,2.5$mm^2$导线安全载流量16A符合要求
。题14表
|导线线径$ S/mm^{2} $|0.5|1|1.5|2.5|4|
|安全载流量$ I/A $|4|6|10|16|25|
【任务三:我懂省电】
(4)同学们上网查阅资料得知:空调制冷时,设定温度的推荐值一般为26℃,设定温度调高2℃,虽然人体并不会感觉很明显,但对空调来说,平均可省约10%的电能。为了验证这种说法的可靠性,小组利用电能计量插座(题14图1乙)、
秒表
等测量工具进行测算。请你补充实验步骤:①将空调单独接在该电能计量插座上,并记录此时的室温为t;
②
设定空调温度为26℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_1$,同时启动秒表计时,运行一段时间后记录电能表读数$W_2$和运行时间$t$
;③关闭空调,等室温重新回到t;
④
设定空调温度为28℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_3$,同时启动秒表计时,运行相同时间$t$后记录电能表读数$W_4$
;⑤选择不同型号的空调,重复上述实验,计算并分析数据,得出结论。
【任务四:智能省电】
(5)为落实节能降耗,项目小组给学校每个教室空调设计自动控制装置,当教室有人且室温等于或高于设定温度时,智能空调自动开启。$ S_{1} 和 S_{2} $是两个智能开关,当教室中有人时$ S_{1} $自动闭合,教室中没有人时$ S_{1} $自动断开;当室温等于或高于设定温度时$ S_{2} $自动闭合,室温低于设定温度时$ S_{2} $自动断开,请在题14图2中帮助项目小组完成电路设计(空调用⚪M表示)。
(电路图:相线依次连接$S_1$、$S_2$、$M$,$M$另一端接中性线,金属外壳接接地线)
(6)已知某天学校教室内温度变化情况如题14图3所示,假设当天8~12时和14~18时为学生在校时间,且班级学生每天10点后的体育课和课外活动共约2小时不在教室,学校安装的是(3)中采购的空调,且加装了同学们设计的自动控制装置,当装置设定温度为26℃时,空调以额定功率工作。则:
①学校这天因这批空调消耗的电能约为
300kW·h
;②将设定温度提高到28℃,比设定温度为26℃时,学校这天这批空调可节约
30kW·h
的电能。(假设空调制冷时调高2℃,节能10%)答案
14.(1)慢;B
(2)并联;能
(3)2.5;每个教室两台A款空调总功率$P=2×1500\,W=3000\,W$,由$P=UI$得总电流$I=\frac{P}{U}=\frac{3000\,W}{220\,V}\approx13.64\,A$,需选择安全载流量大于13.64A的导线,2.5$mm^2$导线安全载流量16A符合要求
(4)秒表;②设定空调温度为26℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_1$,同时启动秒表计时,运行一段时间后记录电能表读数$W_2$和运行时间$t$;④设定空调温度为28℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_3$,同时启动秒表计时,运行相同时间$t$后记录电能表读数$W_4$
(5)(电路图:相线依次连接$S_1$、$S_2$、$M$,$M$另一端接中性线,金属外壳接接地线)
(6)①300kW·h;②30kW·h
(2)并联;能
(3)2.5;每个教室两台A款空调总功率$P=2×1500\,W=3000\,W$,由$P=UI$得总电流$I=\frac{P}{U}=\frac{3000\,W}{220\,V}\approx13.64\,A$,需选择安全载流量大于13.64A的导线,2.5$mm^2$导线安全载流量16A符合要求
(4)秒表;②设定空调温度为26℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_1$,同时启动秒表计时,运行一段时间后记录电能表读数$W_2$和运行时间$t$;④设定空调温度为28℃,开启空调,记录电能计量插座初始读数$W_3$,同时启动秒表计时,运行相同时间$t$后记录电能表读数$W_4$
(5)(电路图:相线依次连接$S_1$、$S_2$、$M$,$M$另一端接中性线,金属外壳接接地线)
(6)①300kW·h;②30kW·h
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