基督复临安息日会青年荣誉答案书/职业/电力

电力
职业世界总会	技能等级 1
职业世界总会	引入年份：1929 年

电力荣誉是技师大师奖的一部分。

1. 解释并说明一个实验，通过该实验可以显示静电的吸引和排斥定律。

这个简单的实验可以用一卷普通的透明胶带（通常放在桌子上）来完成。从胶带卷上撕下两条 12 英寸长的胶带，用手分别抓住两端。从胶带卷上撕下胶带时，胶带会带静电。

现在将两条胶带靠近。它们会相互排斥。接下来，将其中一条胶带的顶部折叠起来，形成一个半英寸长的“不粘”区域。然后将两条胶带粘在一起，将折叠的胶带的粘性面粘到另一条胶带的不粘性面上。通过抓住不粘性区域将它们拉开。现在，两条胶带将相互吸引。

2. 解释直流电和交流电之间的区别，并说明它们各自的使用方式。给出一种判断给定电路中流过的是哪种电流的方法。

直流电 (DC) 电路中的电流只在一个方向上流动。在交流电 (AC) 电路中，电流的方向以规律的速率反转。类似地，直流电路中的电压保持恒定，而交流电路中的电压不断变化。

电池只能存储直流电压，不能存储交流电压。大多数电子电路使用直流电，而使用交流电源的电子设备通常会将其转换为直流电才能使用。交流电相对于直流电的优势在于，交流电可以以更低的损耗传输到更远的距离，而直流电路提供的功率相同。

交流电路会产生不断变化的磁场，不断变化的磁场会在相邻的导体中感应出电流。感应电流可以用电流计测量。直流电路只会在电路发生突然变化时感应出电流，例如通电时。感应电流会短暂“峰值”，然后衰减到零。

3. 使用开关将蜂鸣器、铃或灯连接到电池上。

上面的电路显示了如何连接电池、开关和灯。灯可以被替换成铃或蜂鸣器。

4. 用套件制作并运行一个简单的电动机，或者拆卸一个电动机并识别其部件，并解释其工作原理。

市面上有几种低成本的电机套件。以下是几个链接

比起让每个学生都买一个套件，带一个电机来要经济得多。小型电机可以在大多数爱好商店买到，每个学生都可以轮流拆卸它。

来自维基百科，自由的百科全书

经典的直流电机有一个旋转的电枢，电枢的形式是一个带有两个极的电磁铁。一个称为换向器的旋转开关在每个周期中两次反转流过电枢的电流方向，使电磁铁的极对电机外部的永磁体产生推拉力。当电枢电磁铁的极经过永磁体的极时，换向器会反转电枢电磁铁的极性。在切换极性的那一瞬间，惯性使经典的电机按照正确的方向运行。（参见下面的图表。）

5. 制作一个简单的电池单元。

电池可以通过将一根镀锌（镀锌）钉和一根铜线放入装满醋的小容器中来制作。不要让锌和铜触点相互接触。它们可以通过在容器盖上打小孔并将它们插入这些孔来保持分开。薄膜罐在这方面效果很好，但纸杯或泡沫杯覆盖塑料包装也可以（或者将两个导体放在容器的两侧）。只要两个导体都可以浸入醋中而不相互接触，它们之间就会产生电压。

先用砂纸或砂布擦亮钉子和铜线可能会更有帮助。这样制作的电池将产生约 0.8 伏的电压。铜线将是正极（阳极），镀锌钉将是负极（阴极）。

将多个电池串联连接起来形成电池，以提高电压。这样做时，确保将一个电池的正极（铜）连接到另一个电池的负极（锌）。

将多个电池并联连接起来，以提高电流容量（点亮灯泡所需）。为此，用一根线将所有钉子连接在一起，用另一根线将所有铜触点连接在一起。

6. 展示更换保险丝或复位断路器的能力，并展示使用绝缘电线的国家电气规范（NEC）认可的接头。

保险丝有很多类型。其中一些带有螺纹底座，可以通过逆时针旋转将其拆卸。其他则需要从支架中撬出。请务必记住家用电流很危险，所以最好先切断电源。同样的道理，更换汽车或电器中的保险丝时也要先断开电源 (先拔掉插头！)。

断路器是一种电流感应开关。可以通过将开关从断路器面板中央翻转到远离中央位置来关闭电路，也可以通过将开关翻转到断路器面板中央来重新开启电路。当断路器检测到通过它的电流超过其额定阈值时，开关会自行打开，使拨杆在断开位置和接通位置之间移动。在这种情况下，断路器被认为是“跳闸”了。在复位跳闸的断路器之前，必须先将其完全转到断开位置，然后才能将其恢复到接通位置。如果断路器再次跳闸，说明电路仍然过载。如果是这种情况，请在尝试再次复位断路器之前关闭电路中的一些电器。

7. 展示如何从带电电线触电的人员身上救人，并了解如何使因触电而昏迷的人苏醒的方法。

首先，**不要接触这个人！** 而是尽快切断电源。如果你找不到开关，可以使用木制扫帚柄、非金属椅子、鞋子或类似的非导电杆子将电线从人身上移开。确保将电线移开足够远，以防止释放后重新与受害者连接。注意不要用身体的任何部位接触电线。

一旦受害者与电流断开连接，拨打 911。如果受害者没有呼吸，开始进行心肺复苏。如果受害者在呼吸，但失去知觉，将身体侧身以防止舌头堵塞呼吸道。

8. 画一张汽车照明系统的简易图。

9. 画一张图，正确显示每个断路器控制的灯光、开关和便利插座。

上面的示意图显示了家庭中典型的电路。如图所示的电路受保险丝保护（尽管也可以使用断路器），并且有三个负载

一个由单一开关控制的灯光
一个未接开关的插座
一个由两个开关控制的灯光

电路中可以添加更多的插座和开关，但请注意它们将全部并联连接。所有电路都将连接到黑色的“热线”和白色的“零线”。

典型的住宅将有大约两打断路器，一个电路很少有超过八个插座或灯光。如果在一个电路中连接过多的灯光或插座，会导致断路器跳闸或保险丝熔断，因此房屋中会运行多个电路。

10. 正确阅读电表，并根据您所在社区的收费标准计算住宅电费。

电表以**千瓦时**计量电能。一度电 (kWh) 可以提供 1000 瓦的功率持续一小时。电力公司通常按千瓦时收取固定费率，该费率可以在电费单上找到。一些电力公司根据用电时间收取不同的费率，在用电需求较低时（例如晚上）收取较低的费率。为了完成这一要求，假设一个固定费率会更容易，但即使如此，公用事业公司也并不总是让人轻松。例如，他们可能会将费率细分为多个组成部分，并可能还会添加固定费用。如果是这种情况，只需将所有组成部分的费率加在一起即可得到总费率。组成部分的费率可以是非常小的数值——几分钱。

要计算费率，首先需要读表。电表在读取时不会重置，因此必须知道电表在上一个计费周期内的读数。用当前读数减去上一个读数，并将差值乘以费率。

$bill=\left((current\ reading-previous\ reading)\times aggregate\ rate\right)+flat\ fees$

上面的电表显示了 60169.1 千瓦时（不是 60279.1 - 指针还没有到达 2 或 7 ）。为了计算电费，假设以下信息

上个月的读数：59023.6 kWh

总费率：每 kWh 11.274 美分

固定费用：20 美元

电费将按以下方式计算

${\begin{matrix}bill&=&\left((60169.1-59023.6)\times 0.11274\right)\ +\ \$20\\\ &=&(1146.5\times 0.11274)\ +\ \$20\\\ &=&\$129.14\ +\ \$20\\\ &=&\$149.14\end{matrix}}$

注意，这是四舍五入到最接近的百分位。

关于作者

吉姆·托马斯于 1985 年在默里州立大学获得电子工程技术学士学位（BSEET），并于 1995 年在弗吉尼亚理工大学获得电子工程硕士学位（MSEE）。自 1985 年以来，他一直从事计算机/电子行业，设计计算机硬件并为嵌入式数字信号处理应用编写软件。

吉姆是高级导师，担任新罕布什尔州中部火焰拓荒者俱乐部主任，该俱乐部位于新罕布什尔州康科德，他也在当地教会担任长老。他和妻子弗吉尼亚有两个儿子和一个女儿。

作为一个狂热的DIY爱好者，他的爱好包括拓荒者（当然！）、木工、激流划艇、捣鼓电脑以及野生花卉识别。吉姆在Wordpress上定期发布博客，有时会写一些关于这本维基教科书的内容。