Tính toán thiết kế mạng điện trong nhà thường được tiến hànhtheo các bước sau SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ THỰC HÀNH LẮP MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG A/ ĐẶT VẤ[.]
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ THỰC HÀNH LẮP MẠCH ĐIỆN CHIẾU SÁNG A/ ĐẶT VẤN ĐỀ Trong công cuộc CNH-HĐH hiện thì vấn đề điện giữ vai trò rất quan trọng Hầu hết các hoạt động sản xuất và đời sống đều gắn với việc sử dụng điện năng.Ở nước ta hệ thống điện gồm có các nhà máy điện, đường dây tải điện,trạm biến áp trạm phân phối và đóng cắt Mạng điện nhà (mạng điện sinh hoạt )là mạng điện có điện áp thấp,nhận điện từ mạng phân phối để cung cấp điện cho các thiết bị và đồ dùng điện gia đình.Nó được lắp đặt theo nhu cầu của người dùng điện và đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu an toàn,cung cấp đủ điện cho các đồ dùng điện và thiết bị dự phòng… Mơn cơng nghệ nói chung mơn nghệ nói riêng mơn học khó Đặc biệt phần mạng điện nhà công nghệ lắp đặt mạng điện nhà lớp khó cho giáo viên học sinh phương pháp dạy thầy phương pháp học trò. Thực tế cho thấy nhiều giáo viên học sinh chưa xem nhẹ mơn học coi mơn phụ nên chưa đầu tư thích đáng thời gian nghiên cứu tài liệu, đầu tư cho dạy lý thuyết đặc biệt thực hành Việc biết cách tính tốn, lựa chọn, thiết kế mạng điện chiếu sáng mang tính thực tế cao, thiết thực cho sống Hiện trường THCS phần lớn điều kiện cơ sở vật chất thiếu thốn chưa đủ cho học sinh thực hành Nên phải tổ chức cho học sinh tự sưu tầm số thiết bị điện cũ gia đình góp lại theo nhóm để phục vụ cho việc học tập nâng cao tay nghề, kỹ thực hành cho học sinh Ví dụ : cơng tắc, ổ cắm, phích cắm, dây điện… Là giáo viên Công Nghệ đào tạo chuyên ngành kỷ thuật điện, qua thực tế sau nhiều năm công tác trường, trực tiếp giảng dạy môn công nghệ (lắp đặt mạng điện sinh hoạt nhà), trăn trở với việc để nâng cao chất lượng môn học nâng cao kiến thức tay nghề cho học sinh mạnh dạn áp dụng phương pháp rèn luyện kỹ tính tốn, thiết kế thực hành lắp mạch điện chiếu sáng Sáng kiến áp dụng thành công nhà trường skkn B/ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I/ Thực trạng môn công nghệ Cơ sở lý luận: Môn công nghệ thiết kế theo mô đun nghề mô đun nghề điện dân dụng nói riêng mơ đun nghề khác mơn cơng nghệ có thời lượng thực hành cao Các thực hành thường có hai dạng: + Vận dụng lý thuyết để giải tập tình huống, thực hành rèn luyện kỹ năng. + Thực hành tạo sản phẩm: Chủ yếu thực hành việc thực quy trình Cơng nghệ, thao tác kĩ thuật sản xuất sản phẩm đơn giản. Cấu trúc chung thực hành: Có phần chuẩn bị, nội dung thực hành, trình tự tiến hành mẫu báo cáo có phần đánh giá Cấu trúc đảm bảo yêu cầu nội dung thực hành nhiên để vận dụng vào thực tế, nhằm giúp cho học sinh nâng cao kỹ cần phải áp dụng cách linh hoạt theo nội dung cụ thể. Một thực tế sau hồn thành chương trình đa phần học sinh thao tác thực hành cịn yếu, để tự tạo sản phẩm theo yêu cầu môn học khó khăn đặc trưng mơn học địi hỏi người học phải trang bị nhiều kỹ khác cách sử dụng loại kìm điện, sử dụng khoan, sử sụng cưa mặt khác phải tính tốn thơng số kĩ thuật của mạch điện, có óc quan sát thẩm mĩ. 2. Cơ sở thực tiễn: Hiện trường THCS Kỳ ninh phần lớn điều kiện cơ sở vật chất thiếu thốn chưa đủ cho học sinh thực hành Mặt khác đồ dùng, thiết bị dạy học có sẵn chất lượng khơng cao, vật liệu tiêu hao không bổ sung kịp thời Nên phải tổ chức cho học sinh tự sưu tầm số thiết bị điện cũ gia đình góp lại theo nhóm để phục vụ cho việc học tập nâng cao tay nghề, kỹ thực hành cho học sinh Ví dụ : cơng tắc, ổ cắm, phích cắm, dây điện,bảng điện… Môn học công nghệ lại môn học khô cứng mang tính hướng nghiệp, việc lơi học sinh u thích mơn học khó khăn Tâm lí em học sinh chưa thực u thích mơn học thực học lớp học, điều kiểm nghiệm thực chương trình năm học vừa qua đến nay. 3. Về đối tượng: Đa số em ngại tiếp xúc với điện, với thiết bị điện Về khách quan. Điều kiện sở vật chất nhà trường chưa đủ đảm bảo cho việc thực bài thực hành cho nhiều học sinh tham gia, dụng cụ thiết bị vật skkn liệu điện thiếu nhiều chủng loại II/ Biện pháp thực Việc tính toán thiết kế mạng điện nhà thường được tiến hành theo các bước sau : - Ước tính công suất yêu cầu của phụ tải điện đối với mạng điện - Tính toán chọn tiết diện dây dẫn trục chính và đường dây dẫn - Chọn các khí cụ điện và các thiết bị điện cần thiết - Bố trí đường dây dẫn điện 1- Ước tính công suất yêu cầu của phụ tải điện đối với mạng điện - Tính theo tổng công suất của tất cả các thiết bị và đồ dùng điện sử dụng nhà đồng thời tính đến khả phát triển thêm về nhu cầu dùng điện sau này - Công suất yêu cầu (Pyc) = Tổng công suất định mức (Pt) x Hệ số yêu cầu (Kyc) Hệ số yêu cầu là đại lượng biểu thị cho sự làm việc không đồng thời và không hết công suất của các đồ dùng điện Bảng hệ số yêu cầu (phụ lục ) Tính toán công suất chiếu sáng thì sử dụng những số liệu thực nghiệm.Lấy độ rọi trung bình 100lx/1 mét vuông + Khi chiếu sáng trực tiếp bằng đèn sợi đốt là 16-29w/mét vuông + Khi chiếu sáng trực tiếp bằng đèn huỳnh quang là 5-6w/mét vuông + Khi chiếu sáng gián tiếp bằng đèn sợi đốt là 20-28w/mét vuông 2- Chọn dây dẫn a, Tiết diện dây dòng điện sử dụng tính theo công thức : Isd = Pyc/Udm = Kyc x Pt/Udm Trong đó : - Udm là điện áp định mức của mạng điện - Pyc là công suất yêu cầu của mạng điện Và Isd nhỏ hoặc bằng Icp (dòng điện cho phép của từng tiết diện dây) b, Chiều dài dây dẫn được tính theo sơ đồ lắp đặt mạng điện và cộng thêm các mối nối dây dẫn c, Vỏ cách điện của dây dẫn phải phù hợp với điện áp lưới điện và điều kiện lắp đặt * Những tác hại dùng dây cáp điện chất lượng : - Khi ruột đồng chất lượng khơng đủ tiết diện gây tác hại sau : + Dẫn điện kém, gây sụt áp đường dây làm cho thiết bị hoạt động không hiệu quả, tuổi thọ thiết bị giảm nhanh + Phát nóng mức đường dây, gây hư hại lớp cách điện, gây chạm chập cháy nổ skkn + Ruột đồng chất lượng dễ gãy, khó nối, khó lắp vào phụ kiện khác - Khi lớp cách điện chất lượng gây tác hại sau : + Nứt cách điện, hở ruột dẫn gây điện giật cho người + Rạn nứt cách điện sau thời gian ngắn gây rò điện, tổn thất điện năng, chạm chập cháy nổ + Không chịu nhiệt độ cho phép ruột dẫn gây chạm chập cháy nổ + Không tự tắt bị phát cháy tác nhân bên + Mất màu sau thời gian ngắn, gây nhầm lẫn dây với sữa chữa thay * Một số kinh nghiệm lựa chọn loại dây dùng nhà - Khơng nên chọn dây khơng có nhãn mác bao bì, khơng có tên nhà sản xuất, không địa rõ ràng - Không nên chọn dây dẫn mà dây khơng có thơng tin như: nhãn hiệu, tên loại dây, tiết diện, cấu trúc ruột dẫn (số sợi đường kính sợi), tiêu chuẩn sản xuất - Dây tốt thường có bề ngồi vỏ nhựa bóng, láng - Lớp nhựa cách điện dây tốt dẻo, tuốt khỏi ruột dẫn, kéo giãn gấp đơi, gấp ba chiều dài ban đầu mà chưa bị đứt Dây bẻ gập nhiều lần xoắn gút bề mặt cách điện khơng bị rạn nứt - Có thể kiểm tra ruột dẫn cách đếm số sợi nhỏ bên so với số sợi ghi bên ngồi Đường kính sợi nhỏ bên khó kiểm tra, phải có thước chun dùng đo - Dây tốt có ruột dẫn, sáng, bóng, dây đồng ruột dẫn mềm dẻo Đối với dây ruột dẫn đồng có nhiều sợi nhỏ dùng hai ngón tay xoắn ruột dẫn dễ dàng mà sợi nhỏ không bung, không gãy không đâm vào tay Đối với dây ruột dẫn có sợi bẻ gập ruột đồng đến vài chục lần mà không gẫy - Thông thường dây tốt có giá cao dây dỏm dây nhái với cỡ loại Hiện thực tế người thợ điện thường lắp đặt loại dây CADIVI, CADISUN, SANG JIN, DONG YOU * Ví dụ số loại dây cáp - Cáp Duplex ruột đồng, cách điện XLPE (Duplex Du-CX) Cáp Duplex Du-CX có hai ruột dẫn đồng, ruột dẫn sợi đồng đặc sợi đồng xoắn lại với nhau,mỗi ruột dẫn bọc cách điện XLPE màu đen xoắn lại với nhau, hai lõi có gân để phân biệt pha Cấp điện áp cáp 0,6/1kV skkn Hình - Dây đơn cứng (VC) dây có ruột dẫn sợi đồng, bọc cách điện PVC Cấp điện áp dây 600V Hình - Dây đơn mềm Dây đơn mềm dây có ruột dẫn gồm nhiều sợiđồng xoắn với nhau.bọc cách điện vật liệu PVC Cáp điện áp dây 250V Hình 3- Chọn các khí cụ điện và các thiết bị điều khiển khác a, Chọn cầu chi Cầu chì là thiết bị bảo vệ dùng để phòng sự cố ngắn mạch và quá tải gây nên Cách chọn cầu chì : Bảng TT Đại lượng chọn kiểm tra Cơng thức tính toán Điện áp định mức Uđmcc,kv Uđmcc Uđm mạng Dịng điện định mức Iđmcc,A Iđmcc Ilvmax Cơng suất cắt định mức Sđmcc s Sđmcc,kv S = Uđm mạng.I với I giá trị hiệu dụng ban đầu thành phần - Cầu chì phải tác động có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch skkn - Cầu chì phải tác động nhanh kịp thời tách phần mạch điện bị sự cố - Dây chảy không bị chảy có dòng điện sử dụng chạy qua - Ic lớn hoặc bằng Isd và cầu chì dây dẫn chính có Iđm lớn cầu chì bảo vệ mạch nhánh là cấp theo giá trị định mức.Bảng tiêu chuẩn dây chảy (phụ lục) b, Chọn cầu dao hoặc aptomat - Cầu dao được chọn cho điện áp của cầu dao phù hợp với điện áp của mạng điện,dòng điện định mức của cầu dao lớn dòng điện sử dụng liên tục qua cầu dao - Aptomat là thiết bị tự động cắt điện trường hợp quá tải hoặc ngắn mạch Loại cực dùng cho dòng pha có Iđm : 6.3;10;16;30;45 và 60A rất thích hợp thay thế cho cầu dao và cầu chì Hình C, Chọn các thiết bị điều khiển khác skkn Yêu cầu chính vẫn phải là đáp ứng Uđm và dòng điện sử dụng lâu dài được tính chọn dây dẫn điện.Đồng thời thỏa mãn các điều kiện khác về mỹ thuật và các sự khác biệt để không sử dụng nhầm lẫn 4-Bố trí đường dây dẫn điện - Bố trí dây dẫn theo phương thức phân tải theo nhánh hay phân tải tập trung.Cách lắp đặt có thể nổi sứ cách điện,trong ống nhựa hoặc lắp đặt ngầm tường * Đi dây : Hình Là hình thức bọc dây điện ống nhựa tròn nẹp nhựa ốp lên bề mặt tường, trần nhà Từ đường dây dẫn từ mạng điện bên vào nhà phân chia tới phịng Đường dây lắp đặt sau ngơi nhà xây dựng hồn tất * Nhược điểm lắp điện kiểu : - Tính thẩm mỹ khơng cao - Bố trí khơng hợp lý rối loạn ảnh hưởng đến không gian sử dụng * Một số yêu cầu kỹ thuật lắp mạng điện kiểu - Đường dây phải song song với vật kiến trúc (tường nhà,cột, xà…), cao mặt đất 2,5m trở lên cách vật kiến trúc không nhỏ nhơn 10mm - Bảng điện phải cách mặt đất tối thiểu từ 1,3 – 1,5 m - Khi dây dẫn đổi hướng phân nhánh phải tăng thêm kẹp ống - Không luồn đường dây khác cấp điện áp vào chung ống - Đường dây dẫn xuyên qua tường trần nhà phải luồn dây qua ống sứ,mỗi ống luồn dây, hai đầu ống sứ phải nhô khỏi tường 10mm skkn -Tổng tiết diện dây dẫn ống không vượt 40% tiết diện ống Một số cách nối dây dùng lắp đặt Hình Hình Hình skkn * Lắp đặt kiểu ngầm Hình Ưu điểm nhược điểm lắp đặt kiểu ngầm : - Ưu điểm : + Tiết kiệm không gian tăng thêm vẻ đẹp,yếu tố thẩm mỹ + Tránh bị ảnh hưởng yếu tố bên - Nhược điểm : + Chi phí lắp đặt cao + Cần thiết kế sơ đồ lắp đặt trước xây dựng lưu vẽ thiết kế điện + Việc sữa chữa, khắc phục cố phức tạp - Nên : + sử dụng dây dẫn có chất lượng tốt, tính tốn tiết diện dây dẫn phù với nhu cầu sử dụng + Lắp đặt aptomat cho hệ thống điện ( aptomat tổng cho nhà,1 aptomat tổng cho tầng aptomat riêng cho phòng * Lưu ý : - Không lắp dường dây điện chung ống với cáp tivi, đường dẫn internet làm nhiễu tín hiệu cho thiết bị đầu thu - Không lắp đặt đường dây mà khơng có đường ống bảo vệ - Khơng nối tắt dây điện đường trục chính, đấu nối hộp box hộp nối * Hệ thống chiếu sáng gia đình cần đảm bảo yếu tố sau : - Hệ thống chiếu sáng u cầu cần thiết khơng có bóng tối, độ rọi phải đồng diện tích chiếu sáng - Khơng gây chói mắt tránh phản xạ ảnh hưởng không tốt tới mắt, giảm suất công việc ảnh hưởng tới người sử dụng skkn - Ánh sáng nhân tạo phải thiết kế cho giống ban ngày để thị giác mắt dễ phân biệt Ngoài tiết kiệm điện yêu cầu thiết kế điện chiếu sáng + Chọn thiết bị loại đèn có hiệu suất cao.hiện phổ biến dùng loại bóng compact đèn led Hình 10 + Bố trí vị trí lắp đặt phân bố hợp lý Cần thiết sử dụng thiết bị điều khiển chiếu sáng để dễ kiểm soát Khi lựa chọn đèn cần ý : + Các thông tin kỷ thuật hiển thị đèn catalogue thiết bị: độ sáng, cơng suất … Hình 12 + Chức làm việc thiết bị + Mục đích đặc điểm đối tượng chiếu sáng + Tuổi thọ bóng + Hiệu suất làm việc + Màu chiếu sáng Ứng dụng : Qua trình làm việc thực tế giảng dạy mơn cơng nghệ tơi nhận thấy việc tính tốn thiết kế lắp đặt mạng điện chiếu sáng sinh hoạt áp dụng vào môn công nghệ 9.Cụ thể công nghệ sử dụng hợp lý điện năng,đặc điểm cấu tạo mạng điện nhà, thiết bị đóng cắt, lấy điện thiết bị bảo vệ mạng điện nhà, sơ đồ điện Công nghệ skkn nội dung: nối dây dẫn điện, lắp đặt mạch điện chiếu sáng, lắp đặt dây dẫn, kiểm tra an toàn mạng điện nhà Từ giúp học sinh tự thiết kế lắp đặt mạch điện chiếu sáng đơn giản sau Tính toán thiết kế mạng điện cho một phòng ở có diện tích 5m x 10m chiếu sáng trực tiếp.Các đồ dùng điện phòng gồm : máy bơm nước 175w, bàn là 1000w, máy nóng lạnh 2500w, quạt 20w, đèn huỳnh quang 20W a, Ước tính công suất yêu cầu của mạng điện Công suất chiếu sáng : lấy công suất riêng là 16w/mxm.cho chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang.Ta có : P1 = S x = 30 x =150 (w) Tổng công suất định mức là : Pt =175 + 1000 + 2500 +20 +20 =3715 (w) b, Chọn dây dẫn điện và các khí cụ điện Vì số động nhỏ nên chọn Kyc =1 Dòng điện sử dụng mạch chính là : Isd = Kyc x Pt/Uđm = x 3695/220 =16.79 A Tra bảng chọn dây dẫn (I = 20A) được dây dẫn mạch chính bằng đồng cỡ 2.5 mm vuông và dây chảy bằng chì có đường kính 1.8mm Lắp đặt aptomat loại 25A điều khiển mạch điện phòng Các mạch nhánh phòng là các đường dây xuống các bảng điện,ở đó có ổ cắm điện.Và sử dụng các đường dây đồng cỡ 1.5 mm vuông cho các mạch nhánh Kết đạt Sau năm học 2016- 2017 trường THCS Kỳ Ninh khảo sát kết lớp 9A 9B sau : Bảng khảo sát chất lượng môn công nghệ học kỳ I Giỏi Khá Trung bình Yếu G.chú Lớp T.số SL TL SL TL SL TL SL TL 9A 36 12 33,3 14 39 10 27,7 Lớpchọn 9B 29 13,7 10 34,6 15 51,7 Lớp thường Bảng khảo sát chất lượng môn công nghệ học kỳ II Lớp T.số 9A 36 9B 29 Giỏi SL TL 16 44,4 27,5 Khá SL TL 15 41,8 12 Trung bình SL TL 13.8 41,5 skkn 31 Yếu SL TL 0 G.chú Lớp chọn Lớp thường Qua kết khảo sát thực tế cho thấy lớp 9A lớp chọn đa số e chăm học tập, tiếp thu tốt nên tỷ lệ giỏi, khá, trung binh cao lớp 9B Cụ thể kỳ I giỏi cao 19,6%, 4,4%, trung bình thấp 24% Cuối kỳ II : giỏi lớp 9A cao 16,9%, 0,3% trung bình thấp 17,2% So sánh tiến lớp 9A 9B kỳ I cuối kỳ II Lớp 9A : Giỏi tăng 11,1% tăng 2,8%, trung bình giảm 13,9% Lớp 9B : Giỏi tăng 13,8%, tăng 6,9%, trung bình giảm 20,7% Như qua áp dụng cách làm học sinh trường THCS kỳ Ninh có tiến vượt bậc, đưa chất lượng mơn học công nghệ ngày tiến C/ KẾT LUẬN Trên sáng kiến cá nhân qua giúp thân tơi bổ sung thêm kiến thức phương pháp nhằm nâng cao nhận thứcvà góp phần rèn luyện kỹ thiết kế được một mạng điện sinh hoạt cho em học sinh lớp Giúp e trường trang bị cho kiến thức, kỷ cần thiết để tự tính tốn, thiết kế mạch điện chiếu sáng cho gia đình xã hội Tuy nhiên, sáng kiến vẫn còn nhiều thiếu sót để hoàn thiện nữa rất mong nhận được sự đóng góp chân thành từ các bạn bè đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn D/ KIẾN NGHỊ Đối với nhà trường: - Mua sắm bổ sung số thiết bị đồ dùng cầu chì, aptomat, cầu dao - Đầu tư đầy đủ số bóng đèn sợi đốt đèn huỳnh quang phục vụ cho việc dạy học - Tạo điều kiện cho học sinh tham quan trải nghiệm thực tế số nhà xưởng,cơng trình nhà dân để em tích lũy thêm kiến thức nâng cao tay nghề Đối với phụ huynh: Luôn quan tâm, động viên, khuyến khích sáng tạo khơi dậy niềm đam mê học tập môn công nghệ đặc biệt phần mạng điện sinh hoạt skkn Bảng phụ lục 1/ Phụ lục hình ảnh Hình Tên gọi H.1 Cáp Duplex ruột đồng, cách điện XLPE (Duplex Du-CX) H.2 Dây đơn cứng (VC) dây có ruột dẫn sợi đồng, bọc cách điện PVC Cấp điện áp dây 600V H.3 Dây đơn mềm H.4 Các loại aptomat H.5 Mạch điện lắp đặt kiểu H.6 Mối nối thẳng (mối nối nối tiếp) H.7 Mối nối rẽ (mối nối phân nhánh) H.8 Mối nối dùng phụ kiện (mối nối hộp nối dây) H.9 Lắp đặt mạng điện kiểu ngầm H.10 Bóng đèn led tiết kiệm điện H.11 Nhãn mác bóng đèn 2/ Phụ lục biểu bảng: Bảng : cách chọn cầu chì skkn Ghi ... mạng điện nhà, sơ đồ điện Công nghệ skkn nội dung: nối dây dẫn điện, lắp đặt mạch điện chiếu sáng, lắp đặt dây dẫn, kiểm tra an tồn mạng điện nhà Từ giúp học sinh tự thiết kế lắp đặt mạch điện chiếu. .. tính tốn thiết kế lắp đặt mạng điện chiếu sáng sinh hoạt áp dụng vào môn công nghệ 9.Cụ thể công nghệ sử dụng hợp lý điện năng, đặc điểm cấu tạo mạng điện nhà, thiết bị đóng cắt, lấy điện thiết bị... tình huống, thực hành rèn? ? luyện kỹ năng. + Thực hành tạo sản phẩm: Chủ yếu thực hành việc thực quy trình Cơng nghệ, thao tác kĩ thuật sản xuất sản phẩm đơn giản. Cấu trúc chung thực hành: Có