研究性學習——選購電器中的幾點物理知識

伍臣偉

摘 要：家用電器大大加速了我們的生活速度、提高了我們的生活質量。但是商品化的今天，各種各樣層出不窮的電器也給消費者的選擇帶來了困擾，所以在購買家電時，我們可以利用所學的物理知識做出適當的選擇。

關鍵詞：家電；選購；物理知識

人類進入21世紀，許許多多現代電器產品已經進入我們的家庭，如冰箱、電視、電磁爐、空調等。這些家用電器大大加速了我們的生活速度、提高了我們的生活質量。但是商品化的今天，各種各樣層出不窮的電器也給消費者的選擇帶來了困擾，所以在購買家電時除了關注品牌價格外，我們也可以運用所學的物理知識做出適當的選擇。

一、購買電器時對物理中電學知識的運用

電器，作為一種通過電能轉化成其他能量的機械，不可避免地會涉及到電學部分內容，所以首先我們要對中學階段物理學中電學部分內容進行探究：

市場中大部分電器都有一份規格參數，在這個參數中會涉及以下電學信息：額定電壓、頻率、電流、功率、能效等級等。在這些信息中額定電壓為220V（家庭用電電壓）頻率為50Hz，這兩個量由社會供電決定，絕大部分電器相同，故可以忽略。各個電器的主要區別在于電功率（耗電量）、額定電流以及能效等級：

（1）電功率（為了生活化部分電器上也會標有“耗電量”，也是電功率的一種表示方法）：在物理學中是指電流在單位時間內做的功，是用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表示，它的單位是瓦特（Watt），簡稱"瓦"，符號是W。在電器的參數中還會分為使用額定功率、待機額定功率等。對于額定功率不同的電器，我們在調查中隨機抽取了四個電飯煲樣本進行對比：

如上表所示，一般情況下使用功率越大的電飯煲煮飯時間越短，速度越快、所以一般價位也會更高（除去品牌因素），適用于高收入、對生活節奏有要求的人群。但對于生活節奏不需要那么快，煮飯速度并非首選因素的人群，保溫功率以及待機功率越小的電飯煲則能更節約電能、節省電費，所以如果其他條件都相同的話，首先建議購買第一、二款電飯煲。

在我們生活中還有一些是長時間通電的電器，如空調、冰箱等，我們能在他們的銘牌上找到另一個表示電功率的參數即耗電量。耗電量是指電流在一天時間內消耗電能的讀數，單位為kwh/24h，例如：一冰箱的耗電量為0.53kwh/24h的物理意義為：24小時時間該冰箱消耗的電能為0.53度。對于耗電量，我們收集了以下四個價位相近的機械式冰箱進行對比：

根據以上表分析，相近的價位對比可以看出產品4的容量最大，達到313L，很能滿足冰箱大量儲存食物的需求。但如果對比耗電量的話產品4耗電量也是最大的，如果購買者沒有太大的事物存儲需求，建議購買產品1，因為它既能節約電能，又不需占用太大空間。

（2）額定電流

對于家庭用電來說，我們則需要考慮另一個重要因素，就是電流：由于線路新舊不一，家中用電器多少不同等因素，各人家中情況不同，能接入電器的電流也不同，一般家用空氣開關限定電流可分為：20A、40A、60A等。如果購買者家中電路老舊、或者接入電流限定較小比如空氣開關限定可通過最大電流較小者應盡量選擇額定電流較小的用電器。

（3）能效標識

能效標識又稱為能源效率效率標識，是標識產品能源效率等級等性能指標的一種信息標簽，以引導和幫助消費者選擇高能效產品，一般分為3個或5個等級。以5等級制為例舉例說明：同樣268升的家用電冰箱，能效等級1級要比5級每天節省約0.7度電，每年可節省約260度電，大約130元電費，所以一般情況下能效標識越高越好！

二、購買電器時熱學知識的運用

在眾多電器中，有相當一部分家電是由電能轉化成熱能的電器，那么其中就會涉及到熱學知識，在我們的調查中主要出現以下信息：熱效率值和導熱材質：

（1）熱效率

熱效率在物理學中又叫熱值，是熱機使用過程中有用功與總耗能的比值，我們取在電器中電能轉化為熱能較為明顯的電磁爐作為對比分析，如下：

如上表分析可知：如果其他條件都相同的情況下，從熱效率這一角度來說建議選購最后一款產品，因為其熱效率值最高，對節約能源最有幫助。

（2）導熱材質

在由電能轉化成熱能的電器中，還有一個因素也是我們需要關注的，就是導熱性能，如電飯煲內膽、電燉鍋內膽、電熱水壺內壁等。學習物理我們可以知道，導熱材料的導熱性能一般情況下是純金屬>合金>陶瓷，所以如果從導熱性能來選購電器的話，我們優先選擇純金屬的內膽或材料會更好。

三、購買電器時運用到的聲音部分知識

我們選購的電器常常要跟我們同處一室，所以在選購電器時考慮電器對環境、對人的影響也是有必要的。一些電器因為電動機或者其他部件運轉會產生不小的噪音，比如空調、冰箱等。正常情況下，人休息時聲音不超過50dB即可，但是不排除有一些對聲音特別敏感的人，而電器又擺放在臥室或者離臥室比較近的距離，那么此時應該選擇噪音值越小的電器越好。

綜上所述，在挑選電器時我們可以用到很多所學過的物理知識，把所學的知識用到生活中，可以提高我們的生活質量。在此次的研究性學習活動中，學生學習的主動性與積極性也得到了極大的提高，當然，受限于知識水平和能力水平，調查的深度和廣度有限，本文如果有不足之處，也希望廣大讀者能給予指出。

參考文獻

[1]廈門市質量技術監督.《能源效率管理辦法》.2017（5）

[2]熊敏.家用電中的物理知識 [J].《物理教學探討》 ，2010（26）