Giáo trình Thiết bị gia dụng (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng)

trong phòng có quạt gió Thí nghiệm này nhằm hai mục đính chính: 1. Kiểm chứng thực tế sự ảnh hƣởng của môi trƣờng làm mát dàn ngƣng tụ (cụ thể là sự đối lƣu không khí qua thiết bị ngƣng tụ) tới trạng thái và hiệu quả làm việc cảu máy lạnh 2. Giúp học viên thấy rõ tầm quan trọng của điều kiện ngoại cảnh đối với sự hoạt động của máy lạnh, từ đó rút ra những bài học kinh nghiệm cần thiết trong quá trình kiểm tra, lắp ráp, vận hành và sửa chữa máy lạnh. 152 - ở phòng thí nghiệm này, thiết bị ngƣng tụ vẫn là thiết bị ngƣng tụ trên mô hình, không gắn thêm quạt gió. - Nên tiến hành thí nghiệm trong phòng thí nghiệm có quạt trần. Một thí nghiệm tiến hành trong điều kiện không mở quạt trần và một thí nghiệm tiến hành trong điều kiện có mở quạt trần - Nếu trong phòng thí nghiệm không có quạt trần, có thể dùng quạt bàn hoặc quạt đứng nhƣng phải đặt xa mô hình đủ thổi gió vào thiết bị ngƣng tụ. - Các bƣớc, cách thức tiến hành và nội dung xử lý kết quả thí nghiệm tƣơng tự nhƣ ở thí nghiệm 3.1. - Sau khi xử lý kết quả thí nghiệm, so sánh hai trƣờng hợp nêu trên theo hai nội dung chính sau: + Trạng thái làm việc của máy lạnh (so sánh theo áp suất Pk và Po) + Tốc độ làm lạnh nƣớc. * Ghi chú: Để tiết kiệm thời gian, thí nghiệm so sánh này có thể chỉ tiến hành đối với trường hợp phòng thí nghiệm có quạt gió và tiến hành ngay sau khi kết thúc thí nghiệm 3.1 153 CÂU HỎI KIỂM TRA 1. Với cùng điều kiện về môi trƣờng làm mát thiết bị ngƣng tụ, áp suất Pk và Po ở thí nghiệm 3.1 đều cao hơn Pk và Po ở thí nghiệm 2.1, tại sao? Liên hệ với trƣờng hợp tủ lạnh làm việc với tải nhẹ và tải nặng (chẳng hạn nhƣ khi tủ lạnh làm nƣớc đá) 2. Tốc độ làm lạnh nƣớc ở giai đoạn đầu thƣờng nhanh hơn tốc độ làm lạnh nƣớc ở giai đoạn cuối. Tại sao? 3. Nếu ta khuấy nƣớc trong quá trình làm lạnh thì áp suất Pk và Po sẽ thay đổi nhƣ thế nào? Tại sao có sự thay đổi nhƣ vậy? 4. Trong hai trƣờng hợp: nƣớc tĩnh và nƣớc chuyển động, ở trƣờng hợp nào tốc độ làm lạnh nƣớc nhanh hơn (các điều kiện khác nhƣ nhau), tại sao? Có thể làm thí nghiệm nhỏ để kiểm chứng cho câu trả lời ở câu hỏi 3 và 4. 5. Từ kết quả so sánh ở thí nghiệm 3.2, hãy liên hệ với trƣờng hợp tủ lạnh đặt ở nơi kín gió hoặc không khí khó lƣu thông qua dàn ngƣng, với trƣờng hợp tủ lạnh đặt ở nơi thông thoáng, gió mát hoặc trong phòng có quạt trần. 154 THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ DÀN TRẢI MỘT KHỐI HAI CHIỀU Nội dung thực hành: 1. Quan sát vẽ lại sơ đồ mô hình máy điều hòa không khí dàn trải một khối hai chiều. 2. Liệt kê các thiết bị và khí cụ điện có trên mô hình. 3. Vận hành và quan sát nguyên lý hoạt động của máy. 4. Quan sát chu trình làm lạnh. 5. Quan sát chu trình làm mát. 6. Thực hành lắp đặt và vận hành. THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ DÀN TRẢI HAI KHỐI HAI CHIỀU Nội dung thực hành: 1. Quan sát vẽ lại sơ đồ mô hình máy điều hòa không khí dàn trải một khối hai chiều. 2. Liệt kê các thiết bị và khí cụ điện có trên mô hình. 3. Vận hành và quan sát nguyên lý hoạt động của máy. 4. Quan sát chu trình làm lạnh. 5. Quan sát chu trình làm mát. 6. Thực hành lắp đặt và vận hành. 155 Bài 6 CÁC LOẠI ĐÈN GIA DỤNG VÀ TRANG TRÍ Giới thiệu bài học: Hiện nay, ngoài việc dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo bởi vì chúng có nhiều ƣu điểm: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo đƣợc ánh sáng gần đúng ánh sáng tự nhiên thì đèn điện còn đƣợc kết hợp để trang trí trong gia đình, khách sạn... . Chất lƣợng đèn luôn đƣợc nâng cao, mẫu mã càng đa dạng và phong phú. Vì vậy đòi hỏi ngƣời thợ điện phải nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc, các nguyên nhân hƣ hỏng và cách khắc phục các loại đèn điện. Đó chính là nội dung của bài học này. Mục tiêu thực hiện: Học xong bài học này, học viên có năng lực: - Giải thích đƣợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại đèn thông thƣờng và đèn trang trí sử dụng trong gia đình theo nội dung bài đã học - Sử dụng thành thạo các loại đèn gia dụng và trang trí, đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị. - Tháo lắp đƣợc các loại đèn thông thƣờng và đèn trang trí sử dụng trong gia đình một cách chính xác theo qui trình kỹ thuật, đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị. - Tìm đƣợc chính xác các nguyên nhân gây ra hƣ hỏng của các loại đèn thông thƣờng và đèn trang trí sử dụng trong gia đình. - Sửa chữa đƣợc các thiết bị đạt yêu cầu kỹ thuật. Nội dung chính: Để thực hiện mục tiêu bài học, nội dung bao gồm: 6.1. Khái niệm. 6.2. Cấu tạo. 6.3. Nguyên lý hoạt động. 6.4. Sử dụng. 6.5. Hƣ hỏng thƣờng gặp. 6.6. Sửa chữa. 156 Các hình thức học tập: Hình thức nghe giảng trên lớp có thảo luận Hình thức tự học và ôn tập Hình thức thực hành tại xƣởng trƣờng HOẠT ĐỘNG I: NGHE GIẢNG TRÊN LỚP CÓ THẢO LUẬN CÁC LOẠI ĐÈN GIA DỤNG VÀ TRANG TRÍ 6.1. Khái niệm: Hiện nay ngƣời ta thƣờng dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo bởi vì chúng có nhiều ƣu điểm: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo đƣợc ánh sáng gần đúng ánh sáng tự nhiên. Đèn bao gồm bóng đèn (nguồn phát sáng) và trang bị mang bóng đèn các loại (chụp, chao, hộp, máng . . . ). 6.2. Đèn sợi đốt: Đèn sợi đốt dùng nguyên tắc đốt nóng dây dẫn để phát sáng. 6.2.1 Cấu tạo đèn sợi đốt: Cấu tạo đèn sợi đốt (xem hình 6.1), gồm Bóng thủy tinh, tóc đèn (dây tóc, dây dẫn phát sáng), râu đỡ, giá đỡ dây tóc (giá tóc), dây dẫn, phần dƣới giá đỡ, đế đèn (kiểu ren hoặc đế ngạch trê), sứ cách điện, đầu tiếp xúc điện. a) Hình 6.1: CẤU TẠO ĐÈN SỢI ĐỐT 157 - Bóng thủy tinh: để bảo vệ sợi đốt. Bên trong bóng thủy tính không khí đƣợc hút hết ra và khí nitơ, criptôn.. đƣợc nạp vào nhằm tránh hiện tƣợng oxy hóa để tăng tuổi thọ dây tóc. Mặt khác khí tạo ra sự đối lƣu để làm mát các bộ phận trong đèn và tăng hiệu suất phát quang. Bóng thủy tinh có khả năng chịu nhiệt cao. Bóng thủy tinh có thể là loại trong suốt hoặc thủy tinh mờ, hoặc các dạng thủy tinh màu sắc để làm đèn tín hiệu, đèn trang trí. - Sợi đốt (còn gọi là tóc đèn, dây tóc, dây dẫn phát sáng): Dây tóc là bộ phận chính của đèn (bộ phận công tác). Dây tóc thƣờng đƣợc làm bằng vonfram; niken hoặc constantan ... quấn kiểu lò xo, Dây tóc đƣợc đặt trên giá đỡ, hai đầu có hai dây nối đến hai cực tiếp xúc ở bên ngoài. Dây vonfram chịu đƣợc nhiệt độ cao (tới 36550C) và năng suất phát quang rất cao, mỗi oát cho tới 10lumen, trong khi đó dây tóc bằng cacbon chỉ có 4lumen, dây tóc tantan là 6lumen. Dây vonfram là vật liệu chính để chế tạo các đèn tròn sơi đốt. - Đế đèn: làm nhiệm vụ đỡ các bộ phận: bóng đèn, sợi đốt, giá tóc, dây dẫn... và dùng để lắp với đui đèn. Đế đèn có hai kiểu: kiểu ngạch trê (đuôi gài) và đế kiểu ren (đuôi xoáy). - Đuôi đèn: dùng để mắc đèn vào mạng điện. Đuôi đèn có hai cực điện để nối với mạch điện nguồn cung cấp. Khi lắp đèn vào đuôi, hai đầu sợi đốt ở đế đèn sẽ tiếp xúc với hai điện cực này. Đuôi cũng có hai kiểu tƣơng ứng với đế đèn: Đuôi gài (lắp với đế ngạch trê) và đuôi kiểu ren (lắp với đèn kiểu ren). Khi có dây điện qua sợi đốt của đèn, dây tóc bị nung tới nhiệt độ 0C và phát ra ánh sáng trắng. 6.2.2 Nguyên lý: Khi có dòng điện chạy qua đèn, do tác dụng nhiệt, sợi dây điện trở (dây tóc đèn) bị nung đỏ lên đạt nhiệt độ rất cao khoảng 26000C nên đèn 158 phát sáng. ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần lớn là tia hồng ngoại nên gần giống ánh sáng tự nhiên. Nghĩa là, đèn dây tóc làm việc trên nguyên lý sự phát quang của một số vật liệu dẫn điện khi có dòng điện chạy qua. Nếu có điện áp thích hợp đặt vào đèn thì dây tóc sẽ phát sáng, ánh sáng nhận đƣợc có màu vàng đỏ. Loại đèn này có hiệu suất thấp, hệ số sử dụng chỉ đạt khoảng tuổi thọ của đèn thấp khoảng 1.000 giờ và dễ hỏng khi bị rung chuyển. 6.2.3 Lắp đặt mạch điều khiển một đèn tròn: * Qui trình lắp đặt bảng điện - Bƣớc 1: Bố trí thử các thiết bị lên bảng và chỉnh sửa cho hợp lý. - Bƣớc 2: Vạch dấu và khoan các lỗ cần thiết (lổ để bắt vít và để luồn dây). - Bƣớc 3: Bắt dây vào các thiết bị. - Bƣớc 4: Gá tạm các thiết bị lên bảng đúng vị trí, luồn dây ra phía sau và nối dây theo sơ đồ. - Bƣớc 5: Kiểm tra lại sơ đồ nối dây nếu đúng thì bắt cứng các thiết bị lên bảng, hoặc sửa chữa lại nếu có sai sót. - Bƣớc 6: Làm dấu các đầu dây ra, đặt bảng điện vào vị trí cần lắp, nối dây với phụ tải, kiểm tra nguồn và nối nguồn vào bảng. Cho mạch vận hành thử, nếu không có sự cố thì mới bắt cƣng bảng vào tƣờng. * Sơ đồ mạch gồm: 1CC; 1 ổ cắm; 1 công tắc điều khiển 1 đèn tròn L N a. Sơ đồ nguyên lý 159 L N b. Sơ đồ nối dây (Sơ đồ lắp đặt) Hình 6.2: SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN ĐƠN GIẢN * Sơ đồ mạch gồm: 1 cầu dao; 1CC; 1 ổ cắm; 1 công tắc điều khiển 1 đèn tròn. N L L N a. Sơ đồ nguyên lý b. Sơ đồ nối dây (lắp đặt) Hình 6.3: SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN ĐƠN GIẢN (CÓ DÙNG CẦU DAO) 6.2.4 Nguyên tắc nối dây các khí cụ điện trong lắp đặt chiếu sáng. - Cầu dao: nối tiếp với 2 dây nguồn. - Cầu chì và công tắc: lắp nối tiếp nhau và nối vào dây pha (bắt buộc). - ổ cắm: lắp song song với nguồn và ở phía sau cầu chì. 160 - Các cầu chì và công tắc (đóng cắt thông thƣờng) phải có tính độc lập không phụ thuộc lẫn nhau. Nghĩa là không bao giờ lắp song song hay lắp nối tiếp các khí cụ này với nhau. - Hai dây chảy phía dƣới cầu dao: Dây chảy phía dây trung tính phải lớn hơn dây chảy ở phía dây pha. - Các khí cụ điện phải đƣợc chọn lựa phù hợp với tải. 6.3. Đèn huỳnh quang (đèn ống): Đèn huỳnh quang là loại đèn dựa trên hiện tƣợng phóng điện trong chất khí. Trong mạng điện sinh hoạt, đèn huỳnh quang đƣợc sử dụng rất phổ biến vì công suất tiêu hao năng lƣợng điện thấp, khả năng chiếu sáng cao, bền, giá thành rẻ. 6.3.1. Cấu tạo: (hình 6.4) a. Bóng đèn: Gồm một ống thủy tinh hình trụ dài, chiều dài ống phụ thuộc công suất đèn. Mặt trong ống bôi chất biến sáng. Chất biến sáng là các hoạt chất khi chịu tác động của các bức xạ tử ngoại sẽ phát ra ánh sáng nhìn thấy, có màu sắc tùy thuộc vào từng chất. Ví dụ: chất biến sáng là vonfrat canxi, ánh sáng phát ra có màu lam. Chất biến sáng là silicát kẽm, ánh sáng phát ra là màu lục. Hình 6.4: CẤU TẠO ĐÈN HUỲNH QUANG Khi chế tạo đèn ống, ngƣời ta hút hết khí trong ống, sau đó cho vào một ít khí ácgôn và mấy miligam thủy ngân. Khí ácgôn để mồi cho đèn phóng điện ban đầu, sau đó thủy ngân bốc hơi tạo thành chất khí dẫn điện để duy trì sự phóng điện trong đèn. Hai đầu ống là hai điện cực. Mỗi điện cực gồm cực âm (hay catốt) là một sợi dây vonfram, vừa là nơi phát xạ điện tử, vừa là sợi đốt nung nóng đèn để mồi sự phóng điện ban đầu, và hai cực dƣơng (hay anốt) hút các chùm điện tử phát ra từ catốt. 161 Trên mặt catốt có bôi hoạt chất phát xạ điện tử biôxit bari hoặc strônti, mục đích là để catốt dễ phát xạ điện tử. b. Chấn lưu (Ballast) Bản chất là một cuộn cảm, gồm cuộn dây quấn trên lõi thép, thông thƣờng có 2 đầu dây ra. Cũng có loại có 3 hoặc 4 dây ra. Chấn lƣu 2 dây Chấn lƣu 3 dây c. Stắcte (Bộ mồi) Gồm 2 lá lƣỡng kim (cặp kim loại) có khả năng giản nở khi bị nung nóng. Có một tụ điện đƣợc nối song song với 2 lá lƣỡng kim. Hai đầu của chúng đƣợc đƣa ra ngoài bằng 2 cực tiếp xúc. Mặt đáy Hình 6.5: CẤU TẠO STẮCTE Bộ mồi có hai kiểu: Kiểu mồi hồ quang và kiểu rơ le nhiệt. Phần cơ bản của bộ mồi là cặp kim loại (Cặp kim loại có khả năng giản nở khi bị nung nóng) có mang đầu tiếp xúc (tiếp điểm) động, cùng với đầu tiếp xúc (tiếp điểm) tĩnh tạo thành một rơle hồ quang nhiệt. Một tụ điện đấu song song với tiếp điểm để hạn chế tia lửa, đồng thời để tiêu trừ trƣờng cuộn kháng. Trị số tụ điện này khoảng 0,005 d. Các phần phụ: nhƣ máng đèn, đuôi (đui, đế) đèn, chao đèn dùng để cố định và kết nối các bộ phận của đèn với nhau. 6.3.3. Nguyên lý hoạt động của mạch điện đèn huỳnh quang: Đèn huỳnh quang làm việc trên nguyên lý sự phóng điện trong môi trƣờng khí hiếm nhƣ sau: 162 Tụ điện (4) Tiếp điểm tĩnh (3) Cặp kim loại (1) Tiếp điểm động (2) Mặt đáy (7) Cuộn kháng (6) Đèn ống (5) Nguồn điện Hình 6.6: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐÈN HUỲNH QUANG DÙNG BỘ MỒI NHIỆT HỒ QUANG Khi đóng điện, tiếp điểm của bộ mồi đang hở và do đó toàn bộ điện áp nguồn đặt vào tiếp điểm. Hồ quang đốt nóng cặp kim loại 1, làm cho nó dãn nở và cong đi đầu tiếp điểm động 2 tiếp xúc với đầu tĩnh 3, mạch điện đƣợc nối liền. Hai catốt của đèn đƣợc đốt nóng, phát xạ ra điện tử. Đồng thời, chỗ tiếp điểm mất hồ quang, cặp kim loại 1 nguội đi, tiếp điểm 2-3 mở ra, mạch điện đột ngột bị cắt. ngay lúc đó, toàn bộ điện áp nguồn cùng với sức điện động tự cảm của cuộn kháng đặt vào hai cực của đèn, làm xuất hiện sự phóng điện qua chất khí trong đèn. Khi đó thủy ngân sẽ bốc hơi và hơi thủy ngân sẽ duy trì hiện tƣợng phóng điện. Hiện tƣợng phóng điện phát ra rất nhiều tia tử ngoại. Các tia này kích thích chất chiếu sáng, làm phát ra các bức xạ ánh sáng nhìn thấy, với các màu ứng với từng chất đƣợc chọn làm chất biến sáng. Khi đèn đã phóng điện (phát sáng), dòng điện qua cuộn kháng sẽ làm giảm điện áp đặt vào hai cực đèn đến trị số vừa đủ (còn khoảng 80 90V) duy trì sự phóng điện trong khí hiếm. Nhờ đó ở bộ mồi không thể xuất hiện hồ quang, và dòng điện qua đèn đƣợc hạn chế ở trị số cần thiết. * Sơ đồ mạch đèn huỳnh quang dùng bộ mồi kiểu rơle nhiệt: 163 Hình 6.7: SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN HUỲNH QUANG DÙNG BỘ MỒI RƠLE NHIỆT Bộ mồi gồm tiếp điểm 2 có cặp kim loại 1 và dây gia nhiệt 3 là một dây điện trở. Bộ mồi có 4 đầu ra: A-D là hai đầu tiếp điểm, còn B-C là hai đầu dây gia nhiệt. Cách đấu đã thể hiện rõ trên hình, cụ thể là tiếp điểm để nối hai điện cực đèn với nhau, còn dây gia nhiệt nối tiếp với mạch đèn (tức là nối tiếp với cuộn kháng). Các phần còn lại giống với sơ đồ hình 5.6 Bình thƣờng, khi chƣa bị đốt nóng, tiếp điểm 2 đóng. Do đó, khi mới đóng điện, hai điện cực của đèn đƣợc nối liền mạch và hai tóc đèn đƣợc đốt nóng để phát xạ điện tử ban đầu. Lúc đó, dây gia nhiệt 3 cũng bị đốt nóng, cặp kim loại 1 dãn nở, làm mở tiếp điểm 2, mạch điện đột ngột bị cắt, dẫn tới sự phóng điện qua đèn. Khi đèn đã phóng điện, dòng điện qua đèn cũng đi qua dây gia nhiệt 3, nên rơle nhiệt luôn mở tiếp điểm. Ta có thể phân biệt hai bộ mồi trên ở số đầu cực ra (bộ mồi nhiệt hồ quang có hai cực ra, còn bộ mồi rơle nhiệt có bốn đầu ra), hoặc ở dấu hiệu làm việc: bộ mồi nhiệt hồ quang khi làm việc có xuất hiện hồ quang, nhìn vào thấy nhấp nháy ánh sáng đỏ, còn bộ mồi rơle nhiệt thì không. Hiện nay, đã chế tạo ra bộ chấn lƣu điện tử để làm nhiệm vụ mồi đèn sáng, thay thế bộ chấn lƣu theo nguyên lý ở trên. ƣu điểm của bộ chấn lƣu điện tử là thời gian tác động nhanh, tổn hao ít, không gây nhiễu 164 khi đóng mở, gọn nhẹ, giá thành hợp lý. Tuy nhiên, độ bền phụ thuộc vào chất lƣợng các linh kiện điện tử dùng để chế tạo bộ chấn lƣu. 6.3.3 Chọn lựa một bộ đèn: Bóng Chấn lƣu Starter 0,3 m 10W FS2 ; FSU 0,6 m 20W FS2 ; FSU 1,2 m 40W FS4 ; FSU 6.4. Các loại đèn khác: 6.4.1. Đèn huỳnh quang mắc đôi: Tất cả các đèn vận hành với dòng điện xoay chiều có tần số thấp dƣới 60Hz đều phát ra với lƣợng ánh sáng không đều theo tần số dòng điện. Điều này không thấy rõ đối với đèn có tim làm việc với tần số 50Hz, bởi vì nhờ tim đèn bằng kim loại tungstene vẫn duy trì năng lƣợng phát ra trong thời gian dòng điện có cƣờng độ bằng 0. Trái lại, đối với đèn huỳnh quang có đặc tính duy trì sự phát sáng rất yếu, nên không thể tránh đƣợc hiện tƣợng nhấp nháy theo chu kỳ dòng điện xoay chiều. Vì vậy, khi ánh sáng phát ra từ loại đèn huỳnh quang dùng so sáng nơi các máy công cụ đang vận hành hoặc các vật đang chuyển động nhƣ máy tiện, soi sáng nơi bàn ping-pong... nó sẽ tạo ra hiện tƣợng hoạt nghiệm ảnh hƣởng đến sự nhìn sai. Để tránh hiện tƣợng này, cần thiết phải bố trí hai đèn mắc theo kiểu đèn đôi. Cách mắc này có một đèn đƣợc ổn định bởi cuộn cảm kháng, còn đèn kia đƣợc ổn định bằng dung kháng, bằng cách mắc tụ nối tiếp với đèn. Các cảm kháng và dung kháng đƣợc tính toán sao cho độ lệch pha dòng trong hai đèn một góc điện khoảng 1200. Hệ số công suất của cách mắc này rất cao đạt khoảng 0,95 so với cách mắc bình thƣờng với cuộn kháng (loại hai dây) hoặc biến áp tự ngẫu (loại ba dây) dùng ổn định đèn, thì chỉ có hệ số công suất đạt khoảng 0,5 mà thôi. Với kiểu mắc đèn đôi có dòng lệch pha trong hai đèn một góc 1200 điện, có nhiều ƣu điểm: giảm hiện tƣợng ánh sáng nhấp nháy gây sự hoạt 165 nghiệm làm bất lợi cho sự nhìn của chúng ta, ngoài ra còn nâng cao hệ số công suất. Muốn dùng bộ đèn bình thƣờng mà tránh đƣợc hiện tƣợng nhấp nháy theo tần số dòng điện nói trên, ta có thể bố trí 2 đèn hoặc 3 đèn huỳnh quang trong cùng một giá treo đèn với nguồn điện cung cấp là mạng điện ba pha. Sau đây là một số sơ đồ mắc dây với ballast đèn đôi thông dụng: P1 P2 N Hình 6.8: Sơ đồ mạch mắc 2 hoặc 3 đèn 1,2m sử dụng với nguồn điện 220V, giảm sự phát sáng nhấp nháy. Hình 6.9: Sơ đồ mạch mạch đèn đôi có 8 dây, không stắcte mỗi đèn, sử dụng với nguồn điện 110V. * Nguyên lý làm việc: Khi cấp nguồn, cuộn dây biến thế tự ngẫu của ballast nâng điện áp lên U = 220V. Nạp dòng điện qua tụ C1 = làm đèn 1 phát sáng. 166 Sau 1/4 chu kỳ, do dòng điện giảm xuống nên tụ C1 = xã điện trở lại, qua tụ C2 = đƣa dòng điện Ic qua đèn 2 làm đèn này phát sáng, chậm pha với đèn 1 một góc điện = 120 0 . Cứ thế, ở bán kỳ âm, hai đèn sáng lần lƣợt nhƣ trên và sáng liên tục theo chu kỳ dòng điện. Các cuộn dây ít vòng là các mạch thứ cấp độc lập, chỉ cung cấp điện áp vài vôn cho các tim đèn, để nung nóng tim đèn cho dễ phát xạ điện tử. Vì thế, với loạt ballast đôi này không cần stắcte để mồi đèn lúc khởi đầu nhƣ loại ballast thƣờng. Điện trở R = mục đích xã dẫn tụ điện khi đèn ngƣng sáng. Hệ số công suất đèn này có thể đạt đế Đặc điểm của bộ đèn này là khi có một bóng, đèn vẫn hoạt động (đèn 1) bình thƣờng và sẽ không sáng nếu điện áp nguồn suy giảm chỉ còn 80%. 6.4.2. Bóng tròn huỳnh quang áp suất cao: a. Cấu tạo: Cấu tạo bóng đèn này gồm có một bóng nhỏ hình ống bằng thạch anh (quartz), đƣờng kính khoảng 10 đến 15mm và chiều dài độ vài cm. Trong ống có hai điện cực và chứa thủy ngân với một lƣợng đủ bốc hơi khi đèn vận hành. áp suất bên trong ống thay đổi từ 1 đến 5 átmốtphe tùy theo loại bóng. Toàn bộ bóng này đặt thẳng đứng trong một bóng tròn, phía bên trong bóng tròn có tráng lớp bột huỳnh quang và chứa hơi khí hiếm dƣới áp suất thấp. b. Nguyên lý làm việc: Khi vận hành, thời gian khởi động đèn kéo dài khoảng 4 phút đủ để cho thủy ngân bốc thành hơi rồi phát sáng màu đỏ, cam. Cũng nhƣ mọi đèn phát quang, đèn tròn huỳnh quang cũng cần thiết phải có ballast mắc nối với bóng đèn để ổn định dòng điện qua đèn trong lúc đèn vận hành. Dƣới tác dụng của tia cự tím phát ra bởi hơi thủy ngân ở trong bóng thạch anh, làm lớp bột huỳnh quang bức xạ phát quang với ánh sáng trắng. 167 Hệ số hiệu dụng của loại đèn này rất cao. Do hệ số công suất của đèn kém = 0,5) nên khi lắp đặt cần trang bị thêm tụ điện mắc song song với đèn để nâng cao hệ số công suất c. Công dụng: Bóng tròn huỳnh quang đƣợc dùng soi sáng ở những nơi công cộng đƣờng phố, công viên, nhà máy, gara chứa máy bay, sân bay... Bảng 5.1: Đặc tính của vài loại đèn tròn huỳnh quang Công suất (W) Kích thƣớc Loại đuôi đèn Quang thông (Lumen) Hệ số hiệu dụng (1m/w) Dài Đƣờng kính 80 159 70 E27 3.800 47,5 125 173 75 E27 6.200 49,6 250 223 90 E27 13.200 52,8 400 286 120 E40 23.000 57,5 700 330 140 E40 40.000 57,1 6.4.3. Đèn thủy ngân cao áp: a. Cấu tạo: Đèn cao áp thủy ngân gồm một đế đèn thuộc loại có chuôi vặn. Bóng đèn thƣờng là hình bầu dục hoặc hình trụ tròn ở đầu. Bên trong có đặt một ống thạch anh có chứa thủy ngân, hơi Argon và các điện cực. Thành trong của bóng đèn đƣợc tráng một lớp bột huỳnh quang để phát xạ ánh sáng. Do chất thủy ngân trong ống thạch anh biến đổi từ thể lỏng sang thể khí nên áp suất bên trong ống rất cao. Vì vậy đèn này đƣợc gọi là đèn cao áp thủy ngân. 168 Chấn lƣu Điện áp vào Tụ bù 220VAC Điện trở phụ Điện cực phụ Điện cực chính 1 Ống thạch anh Giọt thủy ngân Lớp huỳnh quang thành trong bóng đèn Điện cực 2 Hình 6.10: CẤU TẠO ĐÈN CAO ÁP THỦY NGÂN CÓ CHẤN LƢU Điện trở phụ Điện cực phụ Dây tóc tự chấn lƣu Điện cực chính 1 Ống thạch anh Giọt thủy ngân Lớp huỳnh quang thàn trong bóng đèn Điện cực 2 Hình 6.11: CẤU TẠO ĐÈN CAO ÁP THỦY NGÂN TỰ CHẤN LƢU 169 b. Nguyên lý làm việc: Khi đóng nguồn điện thì dòng điện qua chấn lƣu và đặt một điện áp lên đèn tạo sự phóng điện giữa điện cực 1 và điện cực phụ qua hơi thủy ngân bên trong ống thạch anh. Chất khí trong bầu dần dần bị ion hóa và bức xạ tia cực tím. Tia cực tím này đập vào thành bóng đèn và làm lớp huỳnh quang phát ra ánh sáng trắng đục. c. Đặc điểm: ƣu điểm của đèn cao áp thủy ngân là hiệu suất phát quang cao hơn đèn huỳnh quang. Khuyết điểm của nó là ánh sáng phát ra làm chói mắt nên nó thƣờng đƣợc dùng để chiếu sáng nơi công cộng. Nếu thay đổi chất khí bên trong bầu bằng một chất thuộc họ halogen thì đèn sẽ cho ra một ánh sáng màu vàng ít làm chói mắt hơn và đèn này đƣợc gọi là đèn cao áp halogen. Ngoài ra trên thị trƣờng có một loại đèn cao áp thủy ngân không dùng chấn lƣu bên ngoài mà dùng một điện trở dây quấn để tự chấn lƣu nằm bên trong đèn. ƣu điểm của đèn này là đơn giản, gọn nhẹ hơn đèn cao áp thủy ngân thông thƣờng nhƣng nó có tuổi thọ không cao vì điện trở bên trong có thể bị đứt làm đèn không sử dụng đƣợc. 6.4.4. Đèn phát quang có điện cực lạnh: Loại đèn này không sử dụng để thắp sáng mà chủ yếu dùng để trang trí, quảng cáo... nguyên lý làm việc của đèn dựa trên sự phóng điện giữa hai điện cực, dƣới điện thế cao làm các chất khí chứa trong ống đèn bức xạ phát quang, màu sắc tùy thuộc chất khí chứa bên trong ống đèn, ánh sáng lạnh. a. Cấu tạo: Đèn này có cấu tạo gồm một ống thủy tinh dài, hình dáng cóthểuốn cong nhiều dạng, đƣờng kính ống khoảng từ 10 đến 45mm, ở hai đầu ống đèn có các điện cực bằng kền-crôm hay bằng đồng, sắt. Bên trong ống đƣợc rút chân không và thay vào đó các chất khí tùy theo màu sắc phát ra của ánh sáng nhƣ: - Khí neon cho ánh sáng màu đỏ-cam. - Khí azote cho ánh sáng màu vàng-cam. 170 - Khí carbonit (khí CO2) cho ánh sáng màu xanh nhạt. - Khí hélium cho ánh sáng màu hồng tƣơi. - Hơi thủy ngân cho ánh sáng màu xanh tím. - Khí krypton cho ánh sáng màu xanh da trời. - Khí hydro cho ánh sáng màu xanh lá cây. 6m ống đèn Hình 6.12: CÁCH MẮC MẠCH ĐÈN NÉON ĐIỆN CỰ LẠNH b. Nguyên lý làm việc: Đèn phát quang này dựa trên sự phóng điện giữa hai điện cực dƣới điện thế cao, nên cần phải có một biến thế tăng thế để nâng điện thế lên đến 10.000V hoặc hơn nữa. Khi đóng cầu dao điện, dƣới tác dụng của điện cao thế làm ion hóa chất khí chứa trong ống đèn, tạo ra dòng phóng điện giữa hai điện cực, tác dụng lên chất khí tạo sự bức xạ mà phát ra ánh sáng. Dòng điện trong ống đèn đƣợc giữ ổn định nhờ cuộn cảm kháng mắc nối tiếp trong mạch, nên giữ vững nguồn sáng liên tục. ánh sáng của ống đèn phát ra kèm ít nhiệt, nên bản chất của ánh sáng là ánh sáng lạnh. Nhiệt độ của ống đèn bình thƣờng khoảng 350C. Tuổi thọ của đèn khoảng 2.000giờ. c. Lắp đặt đèn: Do đèn làm việc với điện thế cao, nên khi lắp đặt đèn phải cẩn thận an toàn điện. Bộ biến thế cao thế phải đƣợc đặt trong hộp kim loại kín và đƣợc nối đất bảo vệ, các dây dẫn điện đến đèn phải đƣợc đặt trên bu-li sứ cách điện. Đƣờng dây nên đặt cao cách mặt đất khoảng 6m và cách cửa sổ, hàng rào ban công ít nhất 1m. Thông thƣờng với chiều dài ống đèn 6m thì cần điện thế làm việc 800V, nếu chiều dài ống từ 15 đến 20m thì điện thế làm việc cần đến 171 10.000V cho nên việc lắp đặt đèn này phải chú ý đảm bảo an toàn điện tuyệt đối. d. Bóng neon: Một dạng bóng đèn phát quang, thƣờng gọi là bóng neon dùng để làm đèn báo hoặc phổ biến hiện nay là làm nhang điện, nến điện... Cấu tạo của bóng neon này gồm một bóng thủy tinh bên trong có hai điện cực đặt kế cận, không có tim đèn, bên trong bóng chứa khí neon. Do khoảng cách giữa hai điện cực này rất gần, nên khi đặt điện thế thấp khoảng 110V hoặc 220V cũng đủ sức phóng điện làm khí neon bức xạ phát sáng màu vàng-cam. Để ổn định dòng điện qua bóng neon cũng cần phải mắc nối tiếp với bóng một điện trở có trị số khoảng Khí neon Bóng thủy tinh Điện cực Hình 6.13: sơ đồ mắc ĐÈN NÉON KHÔNG CÓ TIM ĐÈN 6.4.5. Đèn hồng ngoại: a. Cấu tạo: Ta biết đèn có tim khi làm việc với nhiệt độ thấp, tim đèn bị nung đỏ nên sản sinh nhiều tia hồng ngoại. Dựa trên nguyên lý đó đèn hồng ngoại đƣợc cấu tạo giống nhƣ đèn có tim, sợi dây tóc là dây bằng tungstene làm việc ở nhiệt độ khoảng 2000 đến 2500 0 C. ở nhiệt đó đèn sẽ bức xạ phát nhiều tia nhiệt nhất với bƣớc sóng 12.000 angstroms (langstrom = 1/10.000.000mm). Phía ngoài bóng đƣợc phủ một lớp kim loại có công dụng nhƣ chóa bóng để phản chiếu tia sáng hội tụ về một hƣớng nhất định. Do đèn làm việc với tình trạng nhiệt độ thấp, nên tuổi thọ của đèn cao hơn loại đèn thƣờng và đƣợc sản xuất với công suất 250W sử dụng với điện áp nguồn 110V/220)V. b. Công dụng: 172 Đèn hồng ngoại đƣợc ứng dụng để sấy khô nhanh các loại sơn có gốc pha với xăng, aceton, sấy khô các dạng vẹcni tẩm máy điện, động cơ điện... sấy khô cá thịt... 6.5. Các mạch đèn thông dụng: 6.5.1 Mạch đèn đơn giản: N Hình 6.14: MẠCH ĐÈN ĐƠN GIẢN 6.5.2 Mạch đèn điều khiển ở 2 nơi (Đèn cầu thang): N Hình 6.15: MẠCH ĐÈN ĐIỀU KHIỂN HAI NƠI 6.5.3 Mạch đèn cháy sáng, cháy mờ: N CC Hình 6.16: MẠCH ĐÈN CHÁY SÁNG, CHÁY MỜ 173 6.5.4 Mạch đèn thứ tự (đèn nhà kho): N K1 K2 K3 K4 Hình 6.17: MẠCH ĐÈN THỨ TỰ 6.6. Hư hỏng thường gặp và cách sửa chữa: TT Hiện tƣợng Nguyên nhân Cách sửa chữa 1 Đèn không sáng, có hiện tƣợng 2 đầu đen, đèn sáng nhấp nháy, phát ánh sáng yếu. - Đèn đã cũ, đã hết thời hạn sử dụng của đèn. - Thay bóng mới. 2 Đèn không sáng, - Do hở mạch ở công tắc, - Xem lại công tắc, gắn bóng còn tốt (mới thay) đuôi đèn lỏng lẻo, tắc-te chƣa gắn đúng vào vị trí, bóng cho chân đèn tiếp điện, chỉnh vị trí tắc-te, đứt dây cầu chì... điện áp xem lại cầu chì. nguồn thấp. Có đứt tim đèn ở một đầu - Ballast bị nối tắt hoặc có sự tăng điện áp nguồn đột - Kiểm tra lại ballast trƣớc khi thay bóng mới. ngột. đèn còn tốt - Tắc-te hỏng, bị lão hóa. - Thay tắc-te mới. - Hoặc ballast bị hở mạch, đứt dây. 3 Đèn phát ánh sáng yếu, nếu có vệt sáng hình xoắn ốc. - Điện áp nguồn bị suy giảm. - Do chất lƣợng đèn quá - Dùng biến áp tăng áp nâng điện áp cho đèn. - Thay mới. 174 hạn, hơi thủy ngân không ổn định. - Do nhiệt độ môi trƣờng quá lạnh. - Cải thiện môi trƣờng nơi đặt đèn. 4 Đèn khởi động lâu, đèn sáng nhấp nháy lúc sáng lúc tắt. - Do tắc-te bị hỏng, yếu đi nên vẫn còn hoạt động với điện áp thấp. - Điện áp nguồn suy giảm. - Thay tắc-te mới. - Nâng điện áp cung cấp cho đèn. 5 Đèn khó khởi động, sau đó vẫn sáng - Ballast đèn bị chập một số vòng dây, mau nóng ballast. - Tắc-te bị đứt tụ điện hoặc sắp hỏng. - Thay mới ballast. 6 Đèn có vệt đen tròn ở đầu đèn - Do thủy ngân ngƣng tụ. - Sẽ tự hết khi đèn sáng. 7 Đèn chỉ sáng ở hai đầu đèn. - Nếu chỉ sáng ở một đầu. - Do tắc-te bị hỏng, lƣỡng kim bị chập lại hoặc tụ bị chập. - Do mắc sai mạch lúc mới ráp không qua tim đèn. - Thay mới. Nếu tụ chập, cắt bỏ tụ. - Đổi dây lại ở đuôi đèn có gắn ở tắc-te. 8 Khi tắt đèn, đầu đèn vẫn sáng. - Do mắc sai, dây pha mắc trực tiếp đến đèn không qua công tắc. - Sửa lại, mắc dây pha qua công tắc đèn. 9 Đèn sáng quá, ballast đèn quá nóng, phát tiếng rung lớn. - Điện nguồn tăng cao. - Ballast sắp hỏng. - Kiểm tra điện áp nguồn điện. - Thay mới. 10 Mạch đèn đôi chỉ sáng một đèn. - Đấu sai dây (loại ballast 8 đầu dây), hoặc mắc sai dây nối tắc-te. - Xem lại đấu dây đúng theo sơ đồ mạch chỉ dẫn. 175 11 Đèn cao áp không sáng. - Nếu đang thắp sáng mà tắt rồi thắp sáng trở lại. - Nguồn điện cung cấp thấp. Hở mạch trong mạch đèn. - Do đặc tính của đèn. Sắp hết tuổi thọ đèn, rò chân không. - Xem lại nguồn điện. Kiểm tra lại mạch đèn. - Tự nó sẽ sáng trở lại sau khi đèn nguội khoảng 5 phút. 12 Đèn cao áp vẫn sáng nhƣng ballast đèn nóng quá, rung mạnh. - Ballast đèn không phù hợp, gây dòng điện quá cao hơn định mức. - Thay ballast mới cho phù hợp. HOẠT ĐỘNG II: TỰ HỌC VÀ ÔN TẬP - Tài liệu tham khảo cho bài này: + Sử dụng điện trong sinh hoạt – Hoàng Hữu Thận - NXB Khoa học và Kỹ thuật 1986. + Hƣớng dẫn sử dụng và sửa chữa máy biến áp, động cơ điện, máy phát điện công suất nhỏ – Châu ngọc Thạch - NXB Giáo dục 1994. + Hƣớng dẫn sử dụng thiết bị điện trong gia đình – Nguyễn Bích Hằng – NXB Văn hóa – Thông tin - Hà Nội 2000. + Các thiết bị điện sử dụng trong nhà bếp và nhà tắm – Nguyễn Minh Đức chủ biên - NXB tổng hợp TP. Hồ Chí Minh 2004. + Sửa chữa và bảo trì thiết bị điện trong gia đình – Lâm Quang Hiền – Tài liệu lƣu hành nội bộ - Năm 2002 HOẠT ĐỘNG III: LÀM CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH TẠI XƢỞNG TRƢỜNG THỰC HÀNH LẮP CÁC MẠCH ĐÈN CHIẾU SÁNG I. Mục tiêu: Sau khi học xong bài thực hành này, học viên có khả năng: - Lắp đặt đƣợc các mạch điều khiển đèn từ đơn giản đến phức tạp. - Lắp đƣợc một số mạch đèn đặc biệt, đảm bảo kỹ thuật và an toàn. 176 K II. Dụng cụ – Thiết bị: - Khí cụ điện các loại: cầu dao, cầu chì, công tắc, ổ cắm... - Bảng thực tập. - Đèn các loại. - Dây nối, bộ đồ nghề cầm tay. - ống đi dây và phụ kiện. III. Nội dung: A. Lắp đặt đèn sợi đốt: 1. Mạch điều khiển 1 đèn. a. Khảo sát sơ đồ: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ nối dây nhƣ hình vẽ. L L N Đ N SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ b. Bố trí thiết bị và vạch dấu. c. Lắp dây dẫn vào thiết bị. SƠ ĐỒ NỐI DÂY (LẮP ĐẶT) d. Gá tạm thiết bị lên bảng điện và nối dây. e. Kiểm tra, vận hành thử. f. Bắt cứng thiết bị vào bảng điện. Chú ý: - Cầu chì và công tắc: lắp nối tiếp nhau và nối vào dây pha (bắt buộc). - ổ cắm: lắp song song với nguồn và ở phía sau cầu chì. - Các khí cụ điện phải đƣợc chọn lựa phù hợp với tải. 2. Mạch điều khiển đèn có dùng cầu dao. a. Sơ đồ nguyên lý nhƣ hình vẽ. b. Tiến hành lắp mạch: tƣơng tự nhƣ phần 1 177 N L Đ Chú ý: - Cầu dao: nối tiếp với 2 dây nguồn. - Cầu chì và công tắc: lắp nối tiếp nhau và nối vào dây pha (bắt buộc). - ổ cắm: lắp song song với nguồn và ở phía sau cầu chì. - Hai dây chảy phía dƣới cầu dao: Dây chảy phía dây trung tính phải lớn hơn dây chảy ở phía dây pha. - Các khí cụ điện phải đƣợc chọn lựa phù hợp với tải, bố trí hợp lý. 3. Cho 1 cầu dao, 2 cầu chì, 1 ổ cắm, 2 công tắc điều khiển 2 đèn tròn 220V; 75W. Biết nguồn điện là 220 V. (Học viên tự vẽ sơ đồ và lắp mạch). 4. Cho 2 cầu chì, 1 ổ cắm, 2 công tắc điều khiển 3 đèn tròn 220V; 75W. Biết nguồn điện là 220 V. (Học viên tự vẽ sơ đồ và lắp mạch). 5. Cho 2 cầu chì , 1 ổ cắm , 2 công tắc điều khiển 4 đèn tròn . Trong đó có 2 đèn 110V; 75W - 2 đèn 220V; 60W . Biết nguồn điện là 220 V. (Học viên tự vẽ sơ đồ và lắp mạch). B. Lắp đặt đèn huỳnh quang: 1. Khảo sát từng bộ phận, xác định các điểm nối dây. 2. Đo kiểm: cho biết kết luận về trạng thái bình thƣờng( tốt , không hƣ hỏng) của từng bộ phận. 3. Lắp mạch theo sơ đồ. 4. Vận hành. 178 C. Lắp các mạch đèn đặc biệt. 1. Đèn cầu thang. a. Dạng 1: L N CC K1 a) Sơ đồ nguyên lý N L b) Sơ đồ đi dây MẠCH ĐÈN ĐIỀU KHIỂN HAI NƠI (ĐÈN CẦU THANG) b. Dạng 2 : SV tự vẽ mạch. c. Cho biết nhận xét về đặc điểm của từng dạng mạch. 2. Đèn nhà kho. L N CC Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 K1 K2 K3 K4 + Khảo sát sơ đồ. + Kiểm tra các thiết bị. + Lắp mạch theo sơ đồ. 179 + Vận hành mạch. + Bài tập mở rộng: Vẽ sơ đồ và lắp ráp mạch đèn nhà kho có 5, 6,7... kho. 3. Đèn cháy sáng, cháy mờ: Đ1 Đ2 4. Đèn điều khiển 3 nơi: Sinh viên tự vẽ mạch v□ lắp mạch. Mở rộng: Mạch đèn điều khiển nhiều nơi. D. Phƣơng pháp đi dây trong ống: 1. Khảo sát sơ đồ , vạch phƣơng án thi công. 2. Đo khoảng cách , cắt ống đúng kích thƣớc. 3. Rãi dây, nối những mối nối cần thiết. 4. Luồn dây vào ống theo từng đoạn. Chú ý : phải nhớ luồn khoen gài đủ số lƣợng tại những chổ rẽ nhánh hoặc các góc vuông. 5. Tạm định vị đƣờng dây đúng vị trí. 180 6. Cố định đƣờng ống bằng đinh móc phù hợp. 7. Gài co T , co L tại các nhánh rẽ và các góc vuông. 8. Đấu nối bảng điện và thiết bị. 9. Vận hành thử , kiểm tra. 10. Cố định các bảng điện và nghiệm thu E. Viết báo cáo về các hư hỏng gặp phải trong quá trình thực tập . Cho biết nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng đó. 181 TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Bài 1: THIẾT BỊ CẤP NHIỆT □ Đáp án trắc nghiệm đúng sai: ô tô đen là đáp án đúng TT Đúng Sai 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12. 1.13. 1.14. 1.15. Bài 2: ĐỘNG CƠ ĐIỆN GIA DỤNG □ Đáp án trắc nghiệm đúng sai: ô tô đen là đáp án đúng TT Đúng Sai 2.7. 2.8. 2.9. 2.10. 2.11. 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 182 TT 2.17. 2.18. 2.19. 2.20. 2.21 2.22 2.23 2.24 TT 2.25 2.26 2.27. 2.28. 2.29. 2.14 2.30. 2.31. □ Đáp án trắc nghiệm lựa chọn: ô tô đen là đáp án đúng Bài 3 MÁY BIẾN ÁP GIA DỤNG □ Đáp án trắc nghiệm đúng sai: ô tô đen là đáp án đúng TT Đúng Sai 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 □ Đáp án trắc nghiệm lựa chọn: ô tô đen là đáp án đúng 183 TT 3.11. 3.12. 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21. 3.22. 3.23 TT 3.24 3.25 3.26. 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3..33 3.34 3.35 3.36 184 Bài 7 THỰC HÀNH LẮP ĐẶT ĐIỆN GIA DỤNG Giới thiệu bài học: Hiện nay, ngoài việc dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo bởi vì chúng có nhiều ƣu điểm: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo đƣợc ánh sáng gần đúng ánh sáng tự nhiên thì đèn điện còn đƣợc kết hợp để trang trí trong gia đình, khách sạn... . Chất lƣợng đèn luôn đƣợc nâng cao, mẫu mã càng đa dạng và phong phú. Vì vậy đòi hỏi ngƣời thợ điện phải nắm vững cấu tạo, nguyên lý làm việc, các nguyên nhân hƣ hỏng và cách khắc phục các loại đèn điện. Đó chính là nội dung của bài học này. Môc tiªu cña bµi: - L¾p ®-îc c¸c m¹ch néi thÊt, m¹ch hÖ thèng gäi cöa, m¹ch hÖ thèng camera mét c¸ch chÝnh x¸c theo qui tr×nh kü thuËt, ®¶m b¶o an toµn cho ng-êi vµ thiÕt bÞ. - T×m vµ söa ch÷a ®-îc c¸c h- háng cña m¹ch ®iÖn gia dông ®¹t yªu cÇu kü thuËt. Nội dung : - Lắp mạch nội thất - Lắp hệ thống gọi cửa - Lắp hệ thống camera. 7.1 LẮP MẠCH ĐIỆN NỘI THẤT. 7.1.1. Phần lý thuyết 7.1.1.1. Dây dẫn điện. 7.1.1.1.1. Dây dẫn điện có nhiều loại, nhƣng cần chú ý: -Khi chọn dây dẫn điện ngƣời ta cần chú ý vào: Cƣờng độ dòng điện định mức của phụ tải, công dụng của dây, ví trí chăn dây, độ cách điện của vỏ bọc dây. -Cƣờng độ dòng điện định mức cho phụ tải: Các đồ dùng nhƣ quạt bàn, đèn, máy thu thanh, thu hình . Thƣờng tiêu tốn ít điện ta dùng dây mềm hai ruột, mổi ruột 2 gồm nhiều sợi đồng nhỏ xoắn vào nhau, tiết diện mỗi ruột là 1,5mm vỏ bọc bằng nhựa PVC hoặc cao su ngoài bọc vải. Đối với đồ dùng tiêu tốn nhiều điện nhƣ tủ lạnh, máy giặt, bàn là.. ta dùng dây nhƣ trên, nhƣng có tiết diện là 2,5mm2 trở lên. 185 -Công dụng của dây: Dùng cho các đồ dùng thƣờng di động phải là loại dây mềm có vỏ cách điện tốt. Dây dùng cho các đồ dùng cố định và dây chăng trên mạng điện thƣờng dùng loại dây một ruột có vỏ cách điện. Đối với các đƣờng dây chính trong nhà cần phải dùng dây có tiết diện lớn để đảm bảo cung cấp cho phụ tải. -Vị trí đặt dây: Ở vị trí khô thì dùng dây có võ bọc thƣờng. Ở những nơi có độ ẩm thì cần dùng dây có vỏ bọc bằng cao su hoặc bọc chì. Độ cách điện của võ bọc căn cứ vào thông sốghi trên vỏ. Bảng A: Dòng điện cho phép của dây dẫn. Dây ruột đồng một sợi có võ bọc D â ru ộ đồ n g c vỏ Số lƣợng dây trong một ống D ây ru ột đồ ng có v ỏ bọ c 2 dây 3 dây 4 dây 0.5 11 11 11 11 0.75 15 15 15 15 1 17 16 15 14 1.5 23 19 17 16 2.5 30 27 25 25 4 41 38 35 30 6 50 46 42 40 10 80 70 60 50 16 100 85 80 75 25 140 115 100 90 35 170 135 125 115 50 215 185 170 150 70 270 225 210 185 95 330 275 255 225 120 385 315 290 260 150 440 360 330 330 1.1.2. Cách nối dây dẫn điện. Khi nói dây dẫn điện cần chú ý chổ tiếp xúc thật tốt. Nếu tiếp xúc không tốt thì điện trở sẻ lớn, điện áp tổn hao tăng lên, làm cho chổ nối nóng lên có thể làm cháy võ cách điện. Gây chạm chập rất nguy hiểm. Bởi vậy chổ nối dây phải xoán chặt, cẩn 186 thận hơn là hàng thiết vào chổ nối, xong bọc cách điện. Nên khi nối cần đáp ứng nhu cầu sau. 1.1.2.1. Yêu cầu của mối nối. -Dẫn điện tốt: mối nối phải có tiếp xúc bề mặt và ép chẹt với nhau. -Phải có độ bềnh cơ học. -Phải đảm bảo an toàn điện nghĩa là phải bọc cách điện. -Mối nối phải có mỹ thuật. 1.1.2.2. Phương pháp thực hành. -Nối tiếp dây cở 20. -Nối rẽ dây cở 20. -Nối dây nhiều sợi giống nhƣ nối dây đơn nhƣng trƣớc khi nối phải xoắn dây lại với nhau. -Nối tiếp dây cở 30. 1.2. Cầu chảy và cầu dao điện. 1.2.1. Cầu chảy. -Cầu chảy có tác dụng tự động ngắt điện cho phụ tải khi có dòng điện tăng lên đến mức gới hạn định trƣớc. Cầu chảy mắt ở dây pha trƣớc phụ tải. -Bộ phận cơ bản của cầu chảy là dây chì. Dây chì thƣờng làm bằng các chất có nhiệt độ nóng chảy thấp. Với mạch có cƣờng độ dòng điện lớn, dây chì có thể làm bằng chất có nhiệt độ cao nhƣng thiết diện nhỏ. -Để bảo vệ cho đối tƣợng cần bảo vệ, dây chảy phải đứt trƣớc khi đối tƣợng bị phá hủy. Trị số dòng điện để dây chảy đứt phải lớn hơn dòng điện định mức. Thông thƣờng Igh/Iđm =1,25 – 1,45. -Có hai loại cầu chì: Cầu chì hộp và cầu chì ống 1.2.2.Cầu dao điện. 187 -Cầu dao là khí cụ đóng – cắt mạch điện bằng tay ở lƣới điện hạ áp -Cầu dao dùng phổ biến trong mạch điện dân dụng và công nghiệp ở dãi công suất bé nhỏ tần số đóng – cắt bé. Cầu dao thƣờng kết hợp với cầu chảy để bảo vệ khỏi ngắn mạch. -Cầu dao có thể là một cực hay nhiều cực và có thể đóng về một phía hay hai phía. -Cầu dao có thể phân theo điện áp và dòng điện. Cầu dao thƣờng kết hợp với dây chảy để bảo vệ khi ngắn mạch. -Thƣờng cầu dao đặt trƣớc các dụng cụ tiêu thụ nhiều điện năng hoặc trƣớc công tơ điện của hộ gia đình. 1.3. Công tơ điện. Để tính điện năng tiêu thụ của các nơi dùng điện. Công tơ điện cho biết số điện năng tiêu thụ đƣợc tính bằng(KWh). - Cách lắp đặt công tơ điện. . . Hình 7.1 là sơ đồ đấu dây của công tơ. Khi lắp đặt công tơ điện ta xem trên nắp đậy có sơ đồ đấu nối dây vào ra. Phát hiện sự cố và kiểm tra độ chính xác của công tơ điện. Trong ngày thời tiết ẩm nhất, ta ngắt hết phụ tải. Nếu thấy đĩa nhôm còn quay thì đƣờng dây điện trong nhà bị chạm. Khi đó cần kiểm tra mạng điện để chống tổn thất. Kiểm tra độ chính xác 188 Chấn lƣu của công tơ điện bằng cách chỉ bắc một bóng 100W ở phụ tải, sau 1h công tơ chỉ 100W là đúng. 1.4. Đèn điện. -Đèn có dây tóc: Dùng điện năng đốt nóng dây tóc bóng đèn, nhiệt độ này làm cho dây tóc bóng đèn phát sáng. -Đèn huỳnh quan: đèn dùng thắp sáng, hoạt động trên nguyên lý phóng điện trong hơi thuỷ ngân và khí trơ áp suất thấp để phát ra chùm tia tử ngoại, rồi nhờ chất huỳnh quan đổi chùm tia tử ngoại thành ánh sáng. Sơ đồ mạch điện. Hình 7.2. Mạch điện của đèn huỳnh quang dùng stắcte 1.5. Thiết kế điện cho một căn hộ. 1.5.1. Các bƣớc tiến hành thiết kế điện cho một căn hộ. -Xác định phụ tải cho từng phòng, hành lan và từng tầng. -Phƣơng án bố trí mạng điện. -Vẽ sơ đồ cấp điện trên mặt bằng từng tầng và vẽ sơ đồ nguyên lý cấp điện. -Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện. -Lập bảng dự toán vật tƣ. 1.5.2. Thiết kế cấp điện cho một khách sạn. Khách sạn cần cấp điện nằm ở trung tâm thành phố trên diện tích hẹp (65x25) m2 bao gồm khu nhà khách hai tầng và khu vục vụ (bếp, bơm nƣớc, giặt giũ) một tầng nằm phía sau nhà. Nhà khách bố trí theo hai dãy có hành lan đi ở giữa, cầu than cũng đƣợc bố trí gữa nhà, lùi về phía sau , tạo ra 189 một tiền sảnh đón khách. Nhƣ vậy mổi tầng chia làm 4 khu (ngăn cách hành lang, tiền sảnh và cầu thang) mỗi phân khu bố trí 6 phòng khách. Tổng cộng tầng 2 là 24 phòng khách, tần 1 chỉ có 16 phòng khách, phân khu tiép giáp với khu phục vụ dùng làm văn phòng (24m3), nhà ăn (100m2 ), nhà kho (24m2). Nhƣ vậy, khách sạn có 42 phòng khách tất cả. Nguồn điện cung cấp cho khách sạn là đƣờng cáp 24KV của thành phố đi ngầm ngoài vĩa hè trƣớc cửa khách sạn. a. Xác định công suất điện cần cấp cho khách sạn. -Công suất tính cho một phòng khách. Một máy điều hoà nhiệt độ 2,5kW Một bình đun nƣớc nóng lạnh 2,8kW Các phụ tải khác: Ti vi, tủ lạnh, quạt, đèn 1,0kW Tổng 6,3kW Lấy K = 0,8, xác định đƣợc công suất tính toán một phòng khách là. Pp = 0,8.6,3 5kW -Công suất tính toán tầng 2 PT2 = 0,8.5.24 = 96kW -Công suất tính toán tầng 1. Công suất 16 phòng khách. P1 = 0,8.5.16 = 68kW Phân khu nhà ăn, văn phòng, kho Lấy suất phụ tải 20W/m2, tổng diện tích 150m2 P2 = 20.150 = 3kW Khu phục vụ: diện tích 50m2, đặt các máy móc (bơm, giặt, quạt gió) tổng công suất 10kW. P3 = 0,8.10 + 15.50 = 8,75kW Ngoài ra còn chiếu sáng hành lang, tiền sảnh tầng 1,2 sân để xe khoảng 2kW. Công suất tính tầng 1. PT1 = 0,85(68 + 3 + 8,75 + 2) = 69,49kW Công suất cần cấp điện cho khách sạn. PT = PT1 + PT2 = 96 + 69,49 = 164,49Kw 164,49 ST = 0,9 182,27kVA -Phƣơng án cấp điện. Đặt một máy biến áp 200kVA – 24/0,4kV tại khu vực sau nhà khách. Thiết bị đóng cắt cao áp dùng cầu dao phụ tải. 190 Vì khách sạn chỉ có hai tầng, không cần đặt tủ phân phối tổng, chỉ cần mổi tầng một tụ điện riêng. Trong mổi tủ đặt áptomát tổng và 4 áptomát nhánh cấp điện cho 4 khu vực bằng 4 đƣờng trục. Từ đƣờng trục này, điện đƣợc đƣa vào từng phòng qua họp nối. Trong mổi phòng đặt 3 áptomát riêng cho điều hoà, bình nƣớc nóng và phụ tải còn lại. Tất cả cáp cao hạ đều chôn ngầm dƣới đất. Đƣờng dây từ tủ điện đến từng phòng và dây điện đi trong phòng đều đi trong ống tuýp đặt ngầm trong tƣờng, bảng điện trong phòng đặt ngầm trong tƣờng. -Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện. Chọn máy biến áp. Chọn máy do ABB sản xuất 200kVA – 22/0,4kV có trung tính cao, hạ áp nối đất trực tiếp. Chọn cầu dao phụ tải. Chọn loại NPS 24A2 do ABB chế tạo. Máy biến áp và cầu dao phụ tải do ABB chế tạo. Thông số kỹ thuật của máy biến áp. Công suất, Uc,k UH,k P0, N, UN, Trọng lƣợng 2 2 0,4 530 3450 4 8 191 1 2 3 4 5 6 192 Hộp nối cáp Sơ đồ cấp điện trên mặt bằng tầng 1 khách sạn ( Tầng 2 tƣơng tự) Bản điện từng tầng Bản điện từng phòng 1: Áptômát tổng 4: áptômát cho từng thiet bị 2: Áptômát từng khu 5: Hộp điều khiển quạt 3: Cầu chì 6: Công tắt. -Chọn cáp cao áp. I = 200 3.22 5,25 A Chọn cáp cách điện XLPE, võ PVC có đai thép do hãng ALCATEL (Pháp) sản xuất, tiết diện tối thiểu 25mm2 PVC(3.25), có Icp = 124A -Chọn tủ điện tầng 1. Áptômát tổng khách sạn IT = A Áptômát tổng chọn loại NS 400E có Idm =400A Áptômát nhánh: mổi nhánh cấp điện cho 6 phòng trong một khu, công suất tính toán. PK =5.6.0,85 = 25,5kW Dòng tính toán: Ik = 43A Chọn 4 áptômát nhánh loại C60N có Idm = 63A -Chọn tủ tầng 2 96 IT2 = 3.0,38.0,9 A 193 Áptômát tổng chọn loại NS 225E có Idm = 225A Chọn 4 áptômát nhánh loại C60N có Idm = 63A Cáp từ tủ điện tầng 1 lên tủ điện tầng 2. Chọn PVC(3.95 + 1.50) có Icp = 238A 1.5.3. Bố trí mạng điện chiếu sáng. -Bố trí sao cho phù hợp với điều kiện sử dụng của từng căn phòng. Các bóng đèn phải bố trí sao cho đủ sáng( tuỳ theo khu vục chiếu sáng), ánh sánh phải đều khắp phòng. Bảng điện bố trí ở vị trí thuận lợi( thƣờng bố trí ở cửa ra vào). Quạt phải bố trí sao cho bóng của quạt không ảnh hƣởng đến ngƣời sử dụng. -Xác định phụ tải. Lựa chọn số lƣợng và công suất bóng đèn. Ở bƣớc thiết kế sơ bộ, hoặc đối với đối tƣợng chiếu sáng không yêu cầu độ chính xác cao. Có thể dùng phƣơng pháp gần đúng. Lấy công suất chiếu sáng P0, W/m2 sao cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng hoặc đối tƣợng chiếu sáng. Đối tƣợng chiếu sáng P0, W/m 2 Phân xƣởng cơ khí và hàng 13 – 16 Gara ôtô 10 – 15 Cửa hàng và các kho vật liệu 10 Phòng thí nghiệm 20 Trung tâm điều khiển nhà máy 25 – 30 Trƣờng học 10 – 15 Cửa hàng 15 – 20 Nhà công cộng 14 – 16 Hội trƣờng 15 – 20 -Xác định công suất tổng cần cấp cho khu vực chiếu sáng. PCSd P0 .S (KW ) . -Xác định số lƣợng bóng đèn. N Pcsd Pd Pd công suất của một bóng đèn. -Bố trí đèn theo dãy hoặc cụm. -Chọn thiết bị gia dụng cho từng căn phòng( tuỳ theo yêu cầu sử dụng trong từng phòng). -Chọn tiết diện dây dẫn. Chọn tiết diện dây dẫn dựa theo dòng điện cho mỏi dây dẫn. I Pcs d dm 194 Pcs: Công suất phụ tải mà dây dẫn cung cấp. Udm: Điện áp định mức cung cấp cho phụ tải. Từ dòng điện dựa theo bảng trên ta xác định ra tiết điện dây dẫn. Các thiết bị nhƣ điều hoà, bình nƣớc nóng, máy gặt, máy bơm nƣớc mổi thiết bị có một áptômát riêng. Còn các phụ tải khác( công suất nhỏ) thì mổi phòng có một áptômát. Ở mổi tần có một áptômát tổng. 1.5.4. Sơ đồ mạng điện. 1.5.4.1. Các ký hiệu về điện. Tên gọi Ký hiệu Tên gọi Ký hiệu Nguồn điện một chiều Cầu chì Đƣờng hai dây Đèn dây tóc Đƣờng 3 dây Đèn quỳnh quang Đƣờng 4 dây Đèn cao áp thuỷ ngân Công tắt thƣờng Quạt trần Ổ cắm điện Tiếp điểm thƣờng đóng Cầu dao hai pha Tiếp điểm thƣờng mở Cầu dao ba pha Rơle có tiếp điểm thƣờng mở Rơle có tiếp điểm thƣờng đóng II. Phần thực hành - Thiết kế điện cho một căn hộ gồm: phòng khách (5x5)m, hai phòng ngủ (4x5)m, nhà ăn (5x5)m, nhà tắm +vệ sinh (4x5)m. - Lắp đặt điện cho một phòng cụ thể 195 7.2 Lắp đặt hệ thống camera 1. Hệ thống thứ nhất: Quan sát tại chỗ bằng màn hình LCD, hình ảnh, màu sắc rõ nét Đƣợc lắp đặt phổ biến cho các hộ gia đình và cửa hàng nhỏ. Hệ thống bao gồm: - 01 camera bán cầu hồng ngoại màu chống va đập độ phân giải cao Đài Loan ( VT3212). Tầm nhìn xa ban đêm 20-25m - 01 màn hình màu LCD 7inch Super có chân để bàn hoặc gắn tƣờng ( Super) - 01 adaptor 12V - 850MA - 03 jắc BNC và jắc đồng trục 2. Hệ thống thứ 2 Quan sát tại chỗ đồng thời 4 camera bằng màn hình máy tính, quan sát qua mạng Lan, Internet, ghi lại hình ảnh trên máy tính Đƣợc lắp đặt phổ biến cho các văn phòng, cửa hàng, mẫu giáo, xƣởng sản xuất, Kho tàng... 196 Hệ thống bao gồm: - 02 camera bán cầu màu chống va đập độ phân giải cao - 02 Camera hình trụ hồng ngoại màu - 02 Chân đế gắn trần tƣờng - 01 card chia 4 màn hình, xem qua Lan, Internet, ghi lại hình ảnh trên máy tính ( VT2004) có phần mềm đi kèm - 04 adaptor 12V - 2A - 10 jắc BNC và jắc đồng trục 3. Hệ thống thứ 3 Quan sát tại chỗ đồng thời 4 camera bằng màn hình máy tính, quan sát qua mạng Lan, Internet, ghi lại hình ảnh trên máy tính Đƣợc lắp đặt phổ biến cho các văn phòng, cửa hàng nhỏ, nhà trẻ Hệ thống bao gồm: - 04 camera bán cầu màu Đài Loan (VT2105) Hoặc KPC122 - 01 card chia 4 màn hình, xem qua Lan, Internet, ghi lại hình ảnh trên máy tính ( UCC4) - 04 adaptor 12V - 2A - 10 jắc BNC và jắc đồng trục 197 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. NGHỀ ĐIỆN DÂN DỤNG Tác giả: Nguyễn Văn Bính - Trần Mai Thu. Nhà xuất bản Giáo dục 1994 2. SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG SINH HOẠT Tác giả: Hoàng Hữu Thận - NXB Khoa học và Kỹ thuật 1986. 3. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA MÁY BIẾN ÁP, ĐỘNG CƠ ĐIỆN, MÁY PHÁT ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ. Tác giả: Châu ngọc Thạch - NXB Giáo dục 1994. 4. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG GIA ĐÌNH Tác giả: Nguyễn Bích Hằng – NXB Văn hóa – Thông tin - Hà Nội 2000. 5. CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG NHÀ BẾP VÀ NHÀ TẮM Tác giả: Nguyễn Minh Đức chủ biên - NXB tổng hợp TP. Hồ Chí Minh 2004. 6. SỬA CHỮA VÀ BẢO TRÌ THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG GIA ĐÌNH Tác giả: Lâm Quang Hiền – Tài liệu lƣu hành nội bộ - Năm 2002 1996 7. KỸ THUẬT LẠNH CƠ SỞ Tác giả: Nguyễn Đcs Lợi – Phạm Văn Tùy – NXB Giáo dục 8. KỸ THUẬT LẠNH CƠ SỞ Tác giả: Châu ngọc Thạch - NXB trẻ 1999 9. GIÁO TRÌNH THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG, Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề 198 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN CÁC TỪ VIẾT TẮT GDKT-DN: Dự án Giáo dục kỹ thuật và Dạy nghề VTEP: Vocational and Technical Education Project TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam ĐKB Động cơ không đồng bộ CD Cầu dao điện CC Cầu chì A, B, C Các dây pha A, B, C N, O Dây trung tính RU Rơ le điện áp RI Rơ le dòng điện 199 MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRAN G 1 Giới thiệu môn học ........................................................................... 1 2 Các hình thức học tập chính trong môn học ...................................... 3 3 Yêu cầu về đánh giá hoàn thành môn ............................................... 4 4 Bài 1: Thiết bị cấp nhiệt.............................................. ....................... 5 5 Bài 2: Máy biến áp gia dụng ............................................................ 28 6 Bài 3: Động cơ điện gia dụng............................................................. 56 7 Bài 4: Thiết bị điện lạnh 100 8 Bài 5: Thiết bi điều hòa nhiệt độ 121 9 Bài 6: Các loại đèn gia dụng và trang trí ............................................ 154 200 10 Bài 7 : Thực hành lắp đặt điện gia dụng 183 11 Trả lời các câu hỏi. ............................................................................ 12 Tài liệu tham khảo ............................................................................. 196 13 Thuật ngữ .......................................................................................... 14 Mục lục 198 -