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?

Giải rút gọn:

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

Lý do:

• 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

Giải rút gọn:

sơ đồ nguyên lý hệ thống điện:

Sơ đồ nguyên lý:

• Biểu diễn mối liên hệ điện của các phần tử trong hệ thống điện.
• Không thể hiện vị trí và cách lắp đặt.
• Mục đích: Phân tích chức năng, nghiên cứu nguyên lý làm việc của hệ thống điện.

Các bước vẽ sơ đồ nguyên lý:

1. Xác định các thiết bị điện trong hệ thống.

2. Phân tích mối liên hệ giữa các thiết bị điện.

3. Vẽ sơ đồ:

• Vẽ dây nguồn.
• Vẽ đường dây dẫn điện từ nguồn đến các thiết bị.

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

Giải rút gọn:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện gia đình (Hình 9.1):

Cấp điện:

• Aptomat tổng (ApT) 2 cực: Cắt nguồn điện 220V (pha và trung tính) cho nhà.

Mạch điện:

• 2 nhánh:
  • Nhánh 1: Ap1 cung cấp cho 1 ổ cắm.
  • Nhánh 2: Ap2 cung cấp cho 2 đèn Đ1 và Đ2.
• Điều khiển:
  • 2 công tắc CT1 và CT2 điều khiển 2 đèn Đ1 và Đ2.
• Dây trung tính: Nối trực tiếp từ ApT đến đèn và ổ cắm.

Đặc điểm:

• Sơ đồ đơn giản, dễ hiểu.
• Thích hợp cho hệ thống điện gia đình nhỏ.
• Đảm bảo an toàn khi sử dụng điện.

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

Giải rút gọn:

Sơ đồ lắp đặt biểu thị rõ vị trí và cách lắp đặt từng phần tử của hệ thống trong thực tế. Sơ đồ lắp đặt được sử dụng để 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.

Giải rút gọn:

Hai đèn điện Đ1, Đ2 được lắp đặt ở vị trí cần chiếu sáng trong nhà, các công tắc CT1, CT2 thông thường được lắp đặt ở vị trí thuận tiện cho thao tác bật tắt đèn, dây dẫn diện lồng trong ống gen đảm bảo an toàn, các aptomat ApT, Apl. Ap2 được lắp đặt trong từ điện để đóng cắt nguồn và bảo vệ mạch khi có sự cố.

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?

Giải rút gọn:

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.

Giải rút gọn:

Cách chọn tiết diện dây điện an toàn, tiết kiệm:

1. Xác định dòng điện:

• I = P / (U * cosφ)
• I: Dòng điện (A)
• P: Công suất (W)
• U: Điện áp (V) - 220V thông dụng
• cosφ: Hệ số công suất 
  • 1: Đèn, bếp điện, bình nóng lạnh
  • 0,8: Quạt, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt (có động cơ)

2. Tính tiết diện dây:

• S = I / J
• S: Tiết diện dây (mm²)
• I: Dòng điện (A) từ bước 1
• J: Mật độ dòng điện (A/mm²) - 48 A/mm² cho dây đồng

3. Lựa chọn tiết diện:

• Chọn dây có tiết diện lớn hơn giá trị tính toán (S)
• Tham khảo bảng tiêu chuẩn (Bảng 9.2)
• Ví dụ: Tính S = 1,2 mm², chọn dây 1,5 mm²

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?

Giải rút gọn:

Thiết bị đóng cắt và bảo vệ của hệ thống điện trong gia đình là cầu dao, công tắc, cầu chì và aptomat.

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

Giải rút gọn:

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.

Giải rút gọn:

• 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).

Giải rút gọn:

Chọn tiết diện dây và aptomat cho thiết bị 600W

1. 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

2. 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.

3. Chọn aptomat:

• Dòng điện định mức 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.

Kết quả:

• Dùng dây dẫn có tiết diện ≥ 0.55 mm².
• Chọn aptomat có dòng điện định mức ≥ 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.

Giải rút gọn:

Đánh giá chi tiết hệ thống điện gia đình:

1. Thiết bị truyền dẫn:

• Kiểm tra loại, tiết diện, cách điện, dấu hiệu lão hóa, khả năng chịu tải của dây dẫn.
• Đảm bảo phù hợp với công suất tiêu thụ và nhu cầu sử dụng.

2. Thiết bị đóng cắt bảo vệ:

• Xác định loại, cường độ dòng điện định mức, khả năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch.
• Kiểm tra tình trạng hoạt động, dấu hiệu hư hỏng, lão hóa.

3. Hệ thống tiếp địa:

• Loại cọc, vị trí lắp đặt, mức điện trở tiếp địa, đảm bảo an toàn.
• Kiểm tra tình trạng dây tiếp địa, mối nối.

4. Ổ cắm, công tắc:

• Loại, tiêu chuẩn, tình trạng hoạt động, dấu hiệu hư hỏng, lão hóa.
• Vị trí lắp đặt đảm bảo an toàn, tiện lợi.

5. Hệ thống chiếu sáng:

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

6. Đánh giá an toàn:

• Khả năng chống cháy nổ, nguy cơ rò rỉ điện, điện giật.
• Khả năng chống nước, chống ẩm cho hệ thống điện.

7. Đánh giá hiệu quả:

• Mức tiêu thụ điện năng, sử dụng năng lượng hợp lý, tiết kiệm điện.
• Khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng điện trong nhà.