Câu hỏi mở đầu trang 43 (Hình 9.1)
Đề bài: Quan sát Hình 9.1 và cho biết thiết bị nào có trong hệ thống điện gia đình?
Lời giải:
Các thiết bị trong Hình 9.1 và vai trò trong hệ thống điện gia đình:
| Kí hiệu | Tên thiết bị | Vai trò trong hệ thống điện gia đình |
|---|---|---|
| a | Bàn ủi | Tải tiêu thụ điện |
| b | Aptomat | Thiết bị đóng – cắt và bảo vệ |
| c | Tủ lạnh | Tải tiêu thụ điện |
| d | Dây dẫn điện | Truyền dẫn điện năng |
| e | Ổ cắm điện | Thiết bị lấy điện |
| g | Công tơ điện | Thiết bị đo lường điện năng |
→ Tất cả 6 thiết bị đều có trong hệ thống điện gia đình, đảm nhận các vai trò khác nhau.
Khám phá trang 43
Đề bài: Khi lắp đặt và sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện có công suất lớn (như bếp từ, bình nóng lạnh, điều hoà nhiệt độ) trong mạng điện gia đình, chúng ta cần quan tâm những vấn đề gì?
Lời giải:
Khi lắp đặt và sử dụng thiết bị công suất lớn, cần quan tâm:
- Điện áp định mức của thiết bị có phù hợp với điện áp mạng điện gia đình (220 V) không.
- Công suất tiêu thụ của thiết bị để tính được dòng điện tương ứng.
- Tiết diện dây dẫn phải đủ lớn để chịu được dòng điện của thiết bị.
- Aptomat bảo vệ phải có dòng điện định mức phù hợp để tự động ngắt khi quá tải hoặc ngắn mạch.
- Ổ cắm điện phải chịu được dòng điện định mức của thiết bị.
- Tổng công suất tiêu thụ trong gia đình để tránh quá tải toàn hệ thống.
Luyện tập trang 44 (Hình 9.2 – Công tơ điện)
Đề bài: Quan sát Hình 9.2 và cho biết ý nghĩa các giá trị thông số kĩ thuật cơ bản của công tơ.
Lời giải:
Trên công tơ Hình 9.2 có ghi các thông số: 220 V; 15(45) A; 50 Hz; 400 rev/kWh; CLASS 2.0.
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| 220 V | Điện áp định mức của công tơ là 220 V |
| 15(45) A | Dòng điện định mức 15 A, dòng quá tải cho phép tối đa 45 A |
| 50 Hz | Tần số điện lưới là 50 Hz |
| 400 rev/kWh | Đĩa nhôm quay 400 vòng khi tiêu thụ 1 kWh điện năng |
| CLASS 2.0 | Cấp chính xác cấp 2, sai số cho phép ± 2% |
Luyện tập trang 44 (Hình 9.3 – Cầu dao điện)
Đề bài: Quan sát Hình 9.3 và cho biết ý nghĩa giá trị các thông số kĩ thuật ghi trên cầu dao.
Lời giải:
Trên cầu dao Hình 9.3 ghi: 20 A ~ 600 V.
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| 20 A | Dòng điện định mức tối đa mà cầu dao chịu được là 20 A |
| ~ | Kí hiệu dòng điện xoay chiều (AC) |
| 600 V | Điện áp định mức tối đa cầu dao chịu được là 600 V |
Luyện tập trang 45 (Hình 9.4 – Aptomat)
Đề bài: Quan sát Hình 9.4 và cho biết ý nghĩa các giá trị thông số kĩ thuật ghi trên aptomat.
Lời giải:
Trên aptomat Hình 9.4 có các thông số chính:
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| F210-AC | Mã hiệu / loại aptomat |
| 25 A | Dòng điện định mức của aptomat là 25 A |
| $I_{\Delta n} = 0,03$ A | Dòng rò định mức 30 mA (chức năng chống giật) |
| $U_n = 230$ V | Điện áp định mức 230 V |
| $I_m = 1000$ A | Dòng cắt ngắn mạch định mức là 1 000 A |
Luyện tập trang 45 (Hình 9.5 – Ổ cắm kéo dài)
Đề bài: Quan sát Hình 9.5, cho biết chức năng và ý nghĩa các thông số kĩ thuật ghi trên đó.
Lời giải:
a) Chức năng:
Ổ cắm kéo dài dùng để kết nối với ổ cắm cố định nhằm di chuyển ổ lấy điện đến vị trí thuận lợi cho tải tiêu thụ điện.
b) Ý nghĩa các thông số kĩ thuật (Bảng 9.1):
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| Điện áp 220 V/50 Hz | Điện áp định mức 220 V, tần số 50 Hz |
| $I_{đm} = 10$ A | Dòng điện định mức tối đa 10 A |
| $P_{max} = 2200$ W | Công suất tối đa mà ổ cắm chịu được là 2 200 W |
| Chiều dài 3 m | Dây dẫn có chiều dài 3 m |
| TCVN 6188-1 | Sản phẩm sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6188-1 |
Luyện tập trang 45 (So sánh công tắc và cầu dao)
Đề bài: Hãy so sánh chức năng của công tắc điện và cầu dao điện.
Lời giải:
| Tiêu chí | Công tắc điện | Cầu dao điện |
|---|---|---|
| Chức năng | Đóng – cắt điện bằng tay | Đóng – cắt điện bằng tay |
| Đối tượng sử dụng | Cho các đồ dùng, thiết bị điện công suất nhỏ (đèn, quạt,…) | Cho mạch điện lớn, thường là mạch tổng |
| Bảo vệ mạch | Không có chức năng bảo vệ | Thường mắc thêm cầu chì để bảo vệ khi quá tải, ngắn mạch |
| Vị trí lắp đặt | Gần thiết bị cần đóng cắt | Ở đầu mạch điện tổng |
Luyện tập câu 1 trang 46
Đề bài: Trên vỏ một dây dẫn điện có ghi: Cu – 220 V – 1,0 mm². Em hãy cho biết ý nghĩa thông tin đó.
Lời giải:
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| Cu | Lõi dây dẫn làm bằng đồng (Copper) |
| 220 V | Điện áp định mức của dây là 220 V |
| 1,0 mm² | Tiết diện của lõi dây là 1,0 mm² |
Luyện tập câu 2 trang 46
Đề bài: Một công tơ điện có thông số kĩ thuật 220 V, 10(40) A, cấp 2. Hãy cho biết ý nghĩa thông số đó.
Lời giải:
| Thông số | Ý nghĩa |
|---|---|
| 220 V | Điện áp định mức của công tơ là 220 V |
| 10(40) A | Dòng điện định mức 10 A, dòng quá tải cho phép tối đa 40 A |
| Cấp 2 | Cấp chính xác cấp 2, sai số ± 2% |
Luyện tập câu 3 trang 46
Đề bài: So sánh chức năng của cầu dao và aptomat. Hiện nay thiết bị nào được sử dụng nhiều hơn?
Lời giải:
a) So sánh chức năng:
| Tiêu chí | Cầu dao | Aptomat |
|---|---|---|
| Đóng – cắt điện | Bằng tay | Bằng tay và tự động |
| Bảo vệ quá tải, ngắn mạch | Không có, cần mắc thêm cầu chì | Có sẵn, tự động ngắt khi có sự cố |
| Khả năng sử dụng lại | Cầu chì đứt phải thay | Sau khi ngắt, có thể bật lại để dùng tiếp |
| Độ an toàn | Thấp hơn | Cao hơn |
b) Thiết bị được sử dụng nhiều hơn:
Hiện nay, aptomat được sử dụng phổ biến hơn cầu dao vì:
- Vừa đóng – cắt vừa bảo vệ tự động khi có sự cố.
- An toàn hơn, tiện lợi hơn khi vận hành và sửa chữa.
Vận dụng trang 46
Đề bài: Hãy tìm hiểu các thông số kĩ thuật của một số thiết bị điện trong gia đình em.
Lời giải:
Gợi ý: Em có thể quan sát nhãn thông số trên các thiết bị điện trong nhà và ghi lại.
Ví dụ tham khảo:
| Thiết bị | Thông số kĩ thuật |
|---|---|
| Bóng đèn LED | 220 V – 50 Hz – 15 W |
| Quạt điện | 220 V – 50 Hz – 55 W |
| Tủ lạnh | 220 V – 50 Hz – 130 W |
| Điều hoà nhiệt độ | 220 V – 50 Hz – 900 W |
| Bình nóng lạnh | 220 V – 50 Hz – 2 500 W |
| Bếp từ | 220 V – 50 Hz – 2 000 W |
→ Từ các thông số, em có thể tính được dòng điện tiêu thụ của thiết bị theo công thức: $I = \dfrac{P}{U \times \cos\varphi}$.
Khám phá trang 46 (Hình 9.7)
Đề bài: Quan sát Hình 9.7 và cho biết loại aptomat nào thường được sử dụng trong hệ thống điện gia đình?
Lời giải:
Trong Hình 9.7 có 2 loại aptomat:
- MCB (aptomat tép): kích thước nhỏ, dòng cắt nhỏ (thường đến 100 A).
- MCCB (aptomat khối): kích thước lớn hơn, dòng cắt trung bình – lớn (đến 2 500 A).
→ Loại aptomat MCB thường được sử dụng trong hệ thống điện gia đình. Vì:
- Công suất tải trong gia đình không lớn (thường vài kW đến vài chục kW).
- MCB có kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt trong tủ điện.
- Giá thành hợp lí, phù hợp với mạng điện dân dụng.
Luyện tập câu 1 trang 49
Đề bài: Hãy xác định tiết diện của dây dẫn và thiết bị bảo vệ cho bếp từ có công suất 2 000 W. Biết mật độ dòng $J = 6$ A/mm².
Lời giải:
Bước 1: Xác định các thông số
Bếp từ là thiết bị không có động cơ, nên:
- Hệ số công suất: $\cos\varphi = 1$
- Hệ số an toàn: $h_{at} = 1,2$
- Điện áp mạng điện: $U = 220$ V
Bước 2: Tính dòng điện qua dây dẫn
$$I = \dfrac{P}{U \times \cos\varphi} = \dfrac{2000}{220 \times 1} \approx 9,09 \text{ A}$$
Bước 3: Tính tiết diện dây dẫn
$$S = \dfrac{I}{J} = \dfrac{9,09}{6} \approx 1,52 \text{ mm}^2$$
→ Chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn S = 2,0 mm².
Bước 4: Xác định aptomat bảo vệ
$$I_{đm} = I \times h_{at} = 9,09 \times 1,2 \approx 10,9 \text{ A}$$
→ Chọn aptomat có dòng định mức lớn hơn 10,9 A, tra Bảng 9.2 chọn MCB1P/16A hoặc MCCB1P/16A (16 A).
Luyện tập câu 2 trang 49
Đề bài: Hãy xác định tiết diện của dây dẫn dùng cho ổ cắm trong gia đình có công suất tối đa là 3 500 W. Biết mật độ dòng $J = 4$ A/mm².
Lời giải:
Bước 1: Xác định các thông số
- Công suất: $P = 3500$ W
- Ổ cắm dùng cho nhiều loại thiết bị, chọn $\cos\varphi = 1$
- Điện áp mạng điện: $U = 220$ V
Bước 2: Tính dòng điện qua dây dẫn
$$I = \dfrac{P}{U \times \cos\varphi} = \dfrac{3500}{220 \times 1} \approx 15,91 \text{ A}$$
Bước 3: Tính tiết diện dây dẫn
$$S = \dfrac{I}{J} = \dfrac{15,91}{4} \approx 3,98 \text{ mm}^2$$
→ Chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn S = 4,0 mm².
Vận dụng trang 49
Đề bài: Hãy kiểm tra dây dẫn và thiết bị đóng cắt cho các tải trong hệ thống điện của gia đình đã phù hợp chưa? Nếu chưa, em hãy nêu phương án thay thế.
Lời giải:
Gợi ý cách kiểm tra:
- Bước 1: Liệt kê công suất của các thiết bị điện trong gia đình.
- Bước 2: Tính dòng điện tiêu thụ của từng thiết bị theo công thức: $I = \dfrac{P}{U \times \cos\varphi}$.
- Bước 3: Tính tiết diện dây dẫn cần thiết: $S = \dfrac{I}{J}$ (với J = 4 – 6 A/mm² cho dây đồng).
- Bước 4: Tính dòng điện định mức của aptomat: $I_{đm} = I \times h_{at}$.
- Bước 5: So sánh với tiết diện dây dẫn và aptomat thực tế đang dùng.
Phương án thay thế nếu chưa phù hợp:
- Nếu dây dẫn quá nhỏ → thay bằng dây có tiết diện lớn hơn để tránh quá tải, nóng dây.
- Nếu aptomat có dòng định mức quá lớn → thay bằng aptomat có dòng định mức phù hợp để đảm bảo bảo vệ khi có sự cố.
- Nếu aptomat có dòng định mức quá nhỏ → thay bằng aptomat lớn hơn để tránh nhảy aptomat khi sử dụng thiết bị bình thường.
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám