Giáo án Nghề Lớp 9 - Tiết 1-6: Tính toán thiết kế mạng điện sinh hoạt - Trường THCS Quế Hiệp

Tiết 1-2-3-4-5-6 Ngày soạn 22/1 Ngày dạy 25/1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN SINH HOẠT I. Mục đích yêu cầu. HS biết thiết kế mạng điện sinh hoạt. Biết cách tính toán mạng điện sinh hoạt. Có kĩ năng tính toán lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu sử dụng điện của mạng điện trong gia đình II. Phương pháp. Đàm thoại III. Chuẩn bị. Nội dung bài giảng. Bảng tiết diện dây dẫn ,bảng tiêu chuẩn dây chảy. IV. Lên lớp. 1. Ổn định. 2. Bài cũ. 3. Bài mới. Hoạt động 1. Giới thiệu Hoạt động 2. Tìm hiểu cách tính toán thiết kế mạng điện trong sinh hoạt. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG CƠ BẢN Cho hs liên hệ với thực tế sử dụng điện trong gia đình và thảo luận nhóm theo các nội dung sau. 1.Ở gia đình em có khi nào cùng một lúc mà sử dụng nhiều thiết bị điện cùng lần không ? Tại sao? 2. Theo em tổng công suất điện trong gia đình được tính toán như thế nào ? Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét kết quả giữa các nhóm. Gv nhận xét bổ sung thêm một số nội dung cơ bản về việc sử dụng điện trong gia đình. Cho hs kẻ bảng hệ số yêu cầu vào vở, huớng dẫn hs sử dụng bảng Nêu vấn đề về việc sử dụng dây dẫn có tiết diện nhỏ để sử dụng cho việc cắm một bàn là điện khi là quần áo. Sau khi sử dụng sờ tay vào dây dẫn ta cảm thấy nóng dây dẫn. Đặt câu hỏi phát vấn. Tại sao xảy ra trường hợp trên ? Cho hs thảo luận nhóm theo nội dung sau. 1. Ở gua đình em khi lắp đặt mạng điện, gia đình em đã chọn dây dẫn theo tiêu chí nào. Theo em cách chọn như vậy đã đảm bảo yêu cầu sử dụng và các yêu cầu kĩ thuật nào hay chưa ? 2.Theo em cần chọn dây dẫn như thế nào để dảm bảo các yêu cầu khi sử dụng. Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét giữa các nhóm. GV nhận xét bổ sung và cho hs ghi các nội dung cơ bản vào vở. Đặt câu hỏi phát vấn . 1. Cầu chì được đặt trên dây nào của mạch điện ? Tác dụng của cầu chì ? Cho hs tiếp tục thảo luận nhóm theo các nội dung sau. 1. Mạch điện ở gia đình em,cầu chì được lắp đặt trên bảng điện nào ? 2.Khi dây chì bị đứt thay thế dây chì bằng dây đồng cùng thiết diện có được không ? tại sao ? 3 Nói dây chì phải có tính chọn lọc có ý nghĩa gì. ? Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét kết quả thảo luận gữa các nhóm. GVnhận xét bổ sung thêm một số nội dung. Cho hs thảo luận nhóm theo nội dung sau. 1. Ngoài thiết bị bảo vệ là cầu chì ra. Trong mạch điện còn có thiết bị nào khác làm nhiệm vụ bảo vệ hay đóng cắt mạch điện ? 2. Theo em trong mạch điện có thể thay thế cầu chì bằng áp tô mát được không ? tại sao ? 3.Việc chọn các thiết bị áp tô mát hay cầu dao cần chú ý đến những yêu cầu nào ? Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét kết quả giữa các nhóm. GV nhận xét bổ sung. Cho hs quan sát các thiết bị cầu dao,áp tô mát... giới thiệu cho hs biết các thông số kĩ thuật cần lưu ý khi sử dụng các loại thiết bị trên Cho hs thảo luận nhóm theo nội dung. 1. Ngoài các thiết bị đóng cắt bảo vệ việc chọn các thiết bị sử dụng điện cần phải chú ý đến những đặt điểm nào. 2.Với mạng điện ở địa phương em hiện nay em phải lựa chọn thiết bị sử dụng điện như thế nào là phù hợp ? Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. GV nhận xét bổ sung thêm nội dung . Cho hs thảo luận nhóm theo nội dung. 1. Theo em dựa vào đâu để thực hiện lắp đặt dây dẫn, các thiết bị của mạng điện ? 2. Nạng điện được bố trí theo hình thức nào. Cho hs báo cáo kết quả thảo luận và nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. GV nhận xét bổ sung thêm các nội dung. Liên hệ với thực tế về việc sử dụng điện trong gia đình. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận nhóm theo các nội dung. 1. Không sử dụng điện trong cùng một lúc. Vì do đặc điểm sử dụng ,tính chất của công việc nên không thể sử dụng các thiết bị điện trong cùng một lúc được. 2. Tổng công suất của thiết bị được tính theo cách cộng tất cả các công suất sử dụng điện của các thiết bị dùng điện trong gia đình lại với nhau. Nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. Nghe gv nhận xét bổ sung và ghi kết quả nội dung cơ bản vào vở. Kẻ bảng hệ số yêu cầu vào vở. Trả lời câu hỏi phát vấn . Xảy ra trường hợp trên là do dây dẫn bị quá tải khi sử dụng nên bị nóng khi sử dụng. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận 1.Chọn theo sự hướng dẫn của người lắp đặt điện. 2. Chọn dây đủ lớn,phù hợp với điện áp của lưới điện khi sử dụng... Nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. Nghe gv nhận xét bổ sung . Trả lời câu hỏi phát vấn. Cầu chì được đặt trên dây pha của mạng điện trong gia đình.Cầu chì có tác dụng bảo vệ mạch điện khi có sự cố chập mạch điện xảy ra. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận . 1. Cầu chì được lắp dặt ở bảng điện chính và bảng điện nhánh. 2. Không thể thay dây đồng cùng tiết diện cho dây chì được. 3. Nói như vậy có nghĩa: Khi xảy ra sự cố dây chì ở cầu chì bảng điện chính phải đứt trước dây chì ở bảng điện nhánh. Nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. Nghe gv nhận xét bổ sung. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận. 1. Trong mạch điện còn có cầu dao ,áp tô mát,công tắc... 2. Trong mạch điện có thể thay thế cầu chì bằng áp tô mát. Vì áp tô mát cũng có chức năng bảo vệ mạch điện như cầu chì. 3. Khi chọn các thiết bị cầu dao,áp tô mát... cần lưu ý đến điện áp sử dụng,dòng điện định mức khi sử dụng các loại thiết bị trên. Nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. Nghe gv nhận xét bổ sung thêm các nội dung. Quan sát cầu dao áp tô mát theo sự hướng dẫn của gv để biết thêm các thông số kĩ thuật ghi trên các thiết bị trên. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận. 1. Ngoài các thiết bị đóng cắt bảo vệ. mạng điện trong nhà còn sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện khác như: Bóng đèn,bàn là ,tủ lạnh.ti vi,nồi cơm điện...Khi chọn các thiết bị này cần lưu ý đến điện áp khi sử dụng phải phù hợp với điện áp định mức của lưới điện,có dòng điện sử dụng phù hợp với dòng điện đã được tính toán khi chọn dây dẫn của mạng điện. 2.Em phải lựa chọn thiết bị sử dụng điện là: Điện áp định mức khi sử dụng là 220 V. Thiết bị phải gọn ,đẹp dễ sử dụng và thiết kiệm điện năng. Nhận xét kết quả thảo luận giữa các nhóm. Nghe gv nhận xét bổ sung thêm các nội dung. Thảo luận nhóm và báo cáo kết quả thảo luận. 1. Dựa vào sơ đồ lắp đặt để thực hiện việc lắp đặt mạng điện và bố trí các thiết bị trong mạng điện. 2. Mạng điện được bố trí theo kiểu nổi sử dụng ống nhựa hoặc lắp đặt theo kiểu ngầm. I. Tính toán thiết kế mạng điện trong gia đình. 1. Ước tính công suất yêu cầu của phụ tải điện với mạng điện. Pyc = Pt x Kyc Pyc :Công suất yêu cầu. Pt : Công suất phụ tải Kyc : Hệ số yêu cầu. 2. Chọn dây dẫn. a. Chọn tiết diện dây dẫn Isd = Pyc / Udm Hoặc Isd = Kyc x Pt / Udm Udm : Điện áp định mức Pyc : Công suất yêu cầu. Isd <= Icp Tiết diện dây dẫn trục chính phải đủ lớn đảm bảo yêu cầu khi sử dụng và có dự trử. b. Chiều dài dây dẫn. Chiều dài dây dẫn được tính theo sơ đồ lắp đặt cộng thêm 100 mm cho các mối nối. c. Vỏ dây dẫn. Vỏ dây dẫn phải phù hợp với điện áp lưới điện 3. Chọn các khí cụ và thiết bị của mạng điện. a. Chọn cầu chì. Cầu chì phải tác động khi có sự cố hoặc ngắn mạch xảy ra. Cầu chì phải có tính chọn lọc. Dây chảy không bị chảy khi có dòng điện sử dụng lâu dài chạy qua. b. Chọn cầu dao,áp tô mát Điện áp cầu dao lớn hơn điện áp mạng điện.Dòng điện cầu dao lớn hơn dòng điện sử dụng liên tục qua cầu dao. Với áp tô mát thời gian tác động từ 0,01 - 0,2 s Tác động khi có quá tải với thời gian từ 0,2 - 100 s Tác động dòng điện rò với mức 60 - 500 mA. Thời gian tác động nhỏ hơn 0,2 s c. Chọn thiết bị khác. Phải phù hợp với điện áp của lưới điện. Thiết bị phải gọn nhẹ dễ sử dụng.Đảm bảo yêu cầu về mĩ thuật. 4. Bố trí đường dây dẫn điện Cách bố trí có thể nổi trên ống nhựa hoặc lắp đặt điện ngầm. Cần nghiên cứu kĩ các khu vực lắp đặt các thiết bị,khí cụ khi vẽ sơ đồ lắp đặt điện. BẢNG HỆ SỐ YÊU CẦU ĐẶC TÍNH PHỤ TẢI HỆ SỐ YÊU CẦU Chiếu sáng ngoài trời,nhà ở diện tích dưới 150 m2,xí nghiệp sx nhỏ Chiếu sáng nhà ở công cộng nơi làm việc,hội họp Sản xuất thủ công nghiệp Chiếu sáng trong các xí nghiệp sx lớn trung bình. Phụ tải là động cơ điện Số động cơ nhỏ hơn 3 Số động cơ từ 4 - 8 số động cơ từ 9 - 20 Số động cơ lớn hơn 20 1.0 0.8 - 0.9 0.3 -0.5 0.85 - 0.95 0.85 - 1 0.45 - 0.75 0.25 - 0.5 0.20 - 0.40 BẢMG TIÊU CHUẨN DÂY CHẢY ĐƯỜNG KÍNH DÂY ( mm) CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN (A) Chì Đồng Nhôm 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 0.5 2 0.5 1 2.6 3.2 4.3 6 9 11.5 14 17 20 2.5 30 35 8 12 14 16 21 28 36 48 69 81 100 120 145 175 2 10 14 16 18 20 32 40 50 60 70 80 97 115 125 CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN Tiết diện của ruột dây dẫn ( mm2) Dòng điện liên tục cho phép lớn nhất ( A) Dòng điện cho phép của dây chảy trong cầu chì (A) Mỗi ống đặt 2 dây dẫn Mỗi ống đặt 3 dây dẫn Mỗi ống đặt 4 dây dẫn Đường dây động lực trong các xưởng xí nghiệp và nhà ở Đường dây chiếu sáng,dây chính và dây nhánh chỉ cung cấp cho một thiết bị dùng điện Dây nhánh chỉ cung cấp cho một thiết bị dùng điện Dây chính ĩnhưởng sx của xí nghiệp công nghiệp chính Nhà ở,nhà công cộng,kho và phòng làm việc của các xí nghiệp công nghiệp 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 6 10 15 25 35 60 75 100 120 165 200 245 280 6 10 15 25 35 55 70 90 110 150 185 225 259 6 10 15 25 35 45 65 80 100 135 165 200 230 20 25 35 80 100 160 225 300 350 430 600 700 850 10 15 25 35 60 80 125 160 200 225 300 350 430 6 10 15 25 35 60 80 100 125 160 200 225 260 6 10 15 20 25 35 60 80 100 125 160 200 200 Hoạt động 3. Thực hành tính toán thiết kế mạng điện trong gia đìng. Tính toán thiết kế để lựa chọn dây dẫn cho trục chính của mạng điện gia đình có diện tích nhà ở 24 m2. Với các đồ dùng điện như sau. 2 quạt bàn công suất mỗi chiếc 40 W ,một tủ lạnh 110 W ,một bàn là 1000 W , một ấm điện 1000 W. Điện áp nguồn 220 V Tìm hiểu trình tụ thực hành HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG CƠ BẢN Cho hs thảo luận nhóm các bước tiến hành và thiết kế mạng điện để đưa ra phương án tối ưu nhất. Hướng dẫn hs tính toán thiết kế mạng điện. 1 Ước tính công suất của mạng điện . 2. Chọn dây dẫn điện và các khí cụ của mạng điện 3. Hình thức bố trí dây dẫn điện. Thảo luận nhóm để đưa ra phương án tối ưu nhất cho mạng điện . Tình bày phương án của mình. Nhận xét kết quả của các nhóm. Thực hiện việc tính toán thiết kế mạng điện theo sự hướng dẫn của gv Ước tính công suất. Chọn dây dẫn và khí cụ Bố trí dây dẫn Hoạt động 4. Tổ chức thực hành Tổ chức cho hs hoạt động nhóm theo các nội dung sau Hộ gia đình có diện tích nhà ở là 120 m2 .Thiết bị dùng điện có các công suất như sau: 1 bàn là 1000 W, 1 nồi cơm điện 1000 W, một ấm đun nước 1000 W, 1 ti vi 60 W, 2 quạt trần mổi quạt 75 W, 5 đèn huỳnh quang mổi đèn 40 W , 1 tủ lạnh 150 W. Điện áp nguồn sử dụng 220 V.Tính chọn dây dẫn trục chính của mạng điện trên. Hướng dẫn hs thực hiện theo qui trình tính toán và tra bảng dể lựa chọn dây dẫn phù hợp. Nhận xét. Cho hs nhận xét kết quả thực hành giữa các nhóm. GV nhận xét kết quả thực hành của hs.Đánh giá kết quả và chấm lấy điểm. Bài giải Với hộ gia đình trên ta chọn hệ số yêu cầu là 1. Ta có tổng công suất của thiết bị dùng điện là. Pt = 3600 W