Đáp án Công nghệ 12 Điện - điện tử cánh diều bài 9: Sơ đồ hệ thống điện trong gia đình

BÀI 9. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG GIA ĐÌNH

KHỞI ĐỘNG:

Câu hỏi: Em hãy cho biết Hình 9.1 là sơ đồ nguyên lí hay sơ đồ lắp đặt hệ thống điện trong gia đình vì sao?

Hướng dẫn chi tiết:

Hình 9.1 là sơ đồ lắp đặt hệ thống điện trong gia đình vì:

• Sơ đồ thể hiện rõ ràng vị trí lắp đặt các thiết bị điện trong nhà như: tủ điện, ổ cắm, công tắc, đèn, quạt...

• Sơ đồ thể hiện rõ ràng cách thức kết nối các thiết bị điện với nhau bằng dây dẫn điện.

• Sơ đồ thể hiện rõ ràng các thông số kỹ thuật của các thiết bị điện như: điện áp, công suất...

I. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG GIA ĐÌNH

1. Sơ đồ nguyên lí

Câu hỏi 1: Sơ đồ nguyên lí của hệ thống điện dùng để làm gì? Trình bày các bước vẽ sơ đồ nguyên lí

Hướng dẫn chi tiết:

• Chức năng của sơ đồ nguyên lí hệ thống điện: biểu diễn mối liên hệ diện của các phần tử trong hệ thống điện mà không thể hiện vị trí và cách lắp đặt của chúng. Sơ đồ nguyên lí dùng để phân tích chức năng, nghiên cứu nguyên lí làm việc của hệ thống điện.

• Các bước vẽ sơ đồ nguyên lí:

• Bước 1: Xác định các thiết bị điện có trong hệ thống điện.

• Bước 2: Phân tích mối liên hệ của các thiết bị điện có trong hệ thống điện.

• Bước 3: Vẽ sơ đồ.

1. Vẽ dây nguồn;

2. Vẽ đường dây dẫn điện nối dây nguồn tới các thiết bị trong hệ thống điện.

Câu hỏi 2: Mô tả sơ đồ nguyên lí của hệ thống điện ở Hình 9.1.

Hướng dẫn chi tiết:

2. Sơ đồ lắp đặt

Câu hỏi 1: Sơ đồ lắp đặt của hệ thống điện có chức năng gì? Trình bày các bước vẽ sơ đồ lắp đặt

Hướng dẫn chi tiết:

• Chức năng của sơ đồ lắp đặt hệ thống điện:

• Biểu thị rõ vị trí và cách lắp đặt từng phần tử của hệ thống trong thực tế.

• Dự trù vật liệu, lắp đặt, sửa chữa, bảo trì và bảo dưỡng các thiết bị điện của hệ thống điện và được thiết lập dựa trên sơ đồ nguyên lí cùng với bản vẽ xây dựng của ngôi nhà.

• Các bước vẽ sơ đồ lắp đặt:

• Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ nguyên lí.

• Bước 2: Vẽ dây nguồn.

• Bước 3: Xác định vị trí lắp đặt các thiết bị, đồ dùng điện.

• Bước 4. Vẽ đường dây dẫn điện nổi các thiết bị, đồ dùng điện dựa theo sơ đồ nguyên lí.

Câu hỏi 2: Mô tả sơ đồ lắp đặt của hệ thống điện ở Hình 9.2.

Hướng dẫn chi tiết:

II. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ KĨ THUẬT CHO CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN GIA ĐÌNH

1. Thiết bị truyền dẫn điện

Câu hỏi 1: Thông số kĩ thuật của dây điện là gì?

Hướng dẫn chi tiết:

Thông số kĩ thuật cơ bản của dây điện là tiết diện dây.

Câu hỏi 2: Trình bày cách xác định và lựa chọn tiết diện dây dẫn điện trong gia đình.

Hướng dẫn chi tiết:

Tiết diện dây được lựa chọn phù hợp với công suất tiêu thụ của thiết bị trong gia định để bảo đảm an toàn, tránh gây lãng phí. Xác định và lựa chọn tiết diện dây điện trong gia đình được tiến hành như sau:

• Tính dòng điện chạy trong dây điện:

• Tính tiết diện dây điện theo công thức

2. Thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Câu hỏi 1: Thông số kĩ thuật của thiết bị đóng cắt và bảo vệ là gì?

Hướng dẫn chi tiết:

Thông số kĩ thuật của thiết bị đóng cắt và bảo vệ của hệ thống điện trong gia đình là:

• Điện áp định mức

• Dòng điện định mức

• Dòng điện bảo vệ.

Câu hỏi 2: Trình bày cách xác định và lựa chọn thông số kĩ thuật của thiết bị đóng cất và bảo vệ.

Hướng dẫn chi tiết:

Xác định và lựa chọn các thông số kĩ thuật cho các thiết bị này dựa vào dòng điện trong dây điện (1) và điện áp (U). Chọn aptomat theo dòng định mức I_đm và điện áp định mức U_đm :

• U_đm ≥ Unguồn

• I_đm ≥ 1,21 (đối với thiết bị không có động cơ điện).

• I_đm ≥ (2 2,5)I (đối với thiết bị có động cơ điện).

LUYỆN TẬP

Câu hỏi 1: Vẽ sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp đặt cung cấp điện cho một phòng gồm: nguồn điện xoay chiều 220 V, một aptomat đóng cắt và bảo vệ cho các thiết bị trong phòng, một ổ cắm và một đèn có công tắc điều khiển.

Hướng dẫn chi tiết:

• Sơ đồ nguyên lí

• Sơ đồ lắp đặt

Câu hỏi 2: Tính chọn dây dẫn và aptomat cung cấp điện cho ổ cắm nổi cơm điện có công suất tiêu thụ 600 W, điện áp 220 V, cosp 1, cho J = 5 (A/mm²).

Hướng dẫn chi tiết:

• Xác định dòng điện:

• Công suất: P = 600 W

• Điện áp: U = 220 V

• Hệ số công suất: cosφ = 1

• Dòng điện: I = P / (U * cosφ) = 600 W / (220 V * 1) = 2.73 A

• Chọn tiết diện dây dẫn:

• Mật độ dòng điện: J = 5 A/mm²

• Tiết diện dây dẫn: S = I / J = 2.73 A / 5 A/mm² = 0.55 mm². Chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn hoặc bằng 0.55 mm².

• Chọn aptomat: Dòng điện định mức của aptomat: I ≥ 1.25 * I = 1.25 * 2.73 A ≈ 3.4 A. Chọn aptomat có dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng 3.4 A.

VẬN DỤNG

Câu hỏi: Tìm hiểu hệ thống điện trong gia đình em và đánh giá các thiết bị truyền dẫn, đóng cắt bảo vệ trong hệ thống đó đã đảm bảo an toàn và kinh tế chưa.

Hướng dẫn chi tiết:

• Đánh giá chi tiết

• Thiết bị truyền dẫn:Loại dây dẫn (đồng, nhôm,...) và tiết diện; tình trạng cách điện, dấu hiệu lão hóa, hư hỏng; khả năng chịu tải, phù hợp với nhu cầu sử dụng.

• Thiết bị đóng cắt bảo vệ: Loại aptomat, cầu dao, MCB,...; cường độ dòng điện định mức, khả năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch; tình trạng hoạt động, dấu hiệu hư hỏng, lão hóa.

• Hệ thống tiếp địa: Loại cọc tiếp địa, vị trí lắp đặt; mức điện trở tiếp địa, đảm bảo an toàn; tình trạng dây tiếp địa, mối nối tiếp địa.

• Ổ cắm, công tắc: Loại ổ cắm, công tắc, phù hợp với tiêu chuẩn; tình trạng hoạt động, dấu hiệu hư hỏng, lão hóa; vị trí lắp đặt, đảm bảo an toàn và tiện lợi.

• Hệ thống chiếu sáng: Loại bóng đèn; công suất tiêu thụ, hiệu quả chiếu sáng; tình trạng bóng đèn, chao đèn, hệ thống dây dẫn.

• Đánh giá an toàn: Khả năng chống cháy nổ, đảm bảo an toàn cho người sử dụng; nguy cơ rò rỉ điện, nguy cơ điện giật; khả năng chống nước, chống ẩm cho hệ thống điện.

• Đánh giá hiệu quả: Mức tiêu thụ điện năng của hệ thống; sử dụng năng lượng hợp lý, tiết kiệm điện; khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng điện trong nhà.