研究性学习家庭电路结题报告分解Word文档下载推荐.docx
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林家鑫、吴灿煌
2、阶段任务安排:
分三个阶段实施
前期准备:
形成研究方案,查找资料,做好知识准备;
调查研究:
实地调查,实验分析
汇总成果:
运用理论知识,结合动手实践,形成结题报告,完成个人总结,写出心得体会。
3、具体活动过程:
活动时间:
2012年9月15日至10月25日第一部分
活动方式:
去学校图书馆。
活动过程:
为了查找课题研究所需要的资料,我们来到学校图书馆阅读有关的书籍,目的是为了找到更多详细的资料。
由于目标明确,所以查起来也不是很困难。
活动结果:
经过我们几个人的协力合作,终于把有关的资料给整理出来。
自我评价:
通过这次活动让我了解到凡事必须自己亲身参与,这样才能加深我们的印象,才会收获更多。
记录员:
唐虎
2012年10月25日至11月25日第二部分
上网查询。
当我们得知要开展研究性学习的时就马上想到了上网查询资料,因为在网络上的资料比较广泛,所以我们把相关的资料都考在了U盘里。
经过一番努力,我们满载而归。
通过这次实践,我们明白研究性学习的辛苦,让我深刻地体会到何为众人拾材火焰高。
张家鑫
2010年11月25日至12月25日第三部分
实验探究
在物理老师的帮助下,我们对实验设计图进行实验分析,。
有点遗憾的是,由于设备限制,我们无法对其进行更进一步精确地分析。
通过组员们共同的努力,我们得到了一份极具意义的实验分析。
通过这次实践活动,我们获得了更多的知识,明白了动手能力探究精神的重
性。
2012年12月25日至1月11日第四部分
共同讨论
我们在教室里共同讨论,又得到指导老师给的资料进行分析和整理,然后把最好的资料给记录了下来。
经过热烈的讨论之后,我们得出了满意的结论。
通过这次活动,让我们体会到集体观念这一和谐思想的重要性,它让我们为着共同的理想而奋斗。
(六)课题研究成果
预期成果:
希望通过开展课题研究,使我们对家庭电路得到更多的认识。
当然,更重要的一点就是希望借由这一次的研究把家庭电路相关知识传播开来,使之减少人们对家庭电路的误区。
课题实际取得的结果:
本次设计了家庭电路,解决了基本问题。
了解了很多家庭电路知识。
论文:
家庭照明电路设计
一、设计目的
1、理解家庭电路的基本原理,巩固和加深在电路课程中所学的理论知识和实践技能。
2、学会查阅相关手册和资料,了解照明电灯的相关知识,培养独立分析与解决问题的能力。
3、掌握常用电子电路的一般设计方法,学会使用常用电子元器件,正确开绘制电路图。
4、掌握平面图的正规设计与应用。
5、认真写好总结报告,培养严谨的作风与科学态度,提高我们从实践中提高的能力。
二、家庭照明电路组成部分的功能和安装要求
家庭照明电路组成部分主要包括电能表、闸刀、空气开关、导线(包括火线和零线)、熔断器、电灯开关、电灯和插座这几部分。
1、电能表
电能表的作用是测量电路消耗了多少电能,计量每单位消耗的电能值,也就是度或者千瓦时,电能表常见的有感应式机械电度表和电子式电能表。
感应式机械电度表其工作原理为:
根据电磁感应原理,电表通电时,在电流线圈和电压线圈产生电磁场,在铝盘上形成转动力矩,通过传动齿轮带动计度器计数,电流电压越大,转矩越大,计数越快,用电越多。
铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比。
电子式电度表是利用电子电路/芯片来测量电能;
用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号,用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号,利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法,并对电能进行累计,然后输出频率与电能成正比的脉冲信号;
脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示,或送微计算机处理后进行数码显示。
在安装电能表时,进户电源线在允许的范围内线径越大越好,有条件建议使用单相电缆。
必须安装在户外。
进户电源线必须套绝缘管。
下列场合不允许安装电能表,在易燃易爆的危险场所;
有腐蚀性气体或高温的危险场所;
有磁场影响及多灰尘的地方。
2、闸刀
闸刀开关是一种手动配电电器。
主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路,也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载,如小型电动机、电炉等。
闸刀刀开关是最经济但技术指标偏低的一种刀开关。
闸刀开关也称开启式负荷开关。
使用闸刀开关时应注意要将它垂直的安装在控制屏或开关扳上,不可随意搁置;
进线座应在上方,接线时不能把它与出线座搞反,否则在更换熔丝时将会发生触电事故;
更换熔丝必须先拉开闸刀,并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝,同时还要防止新熔丝受到机械损伤;
若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落,闸刀开关就不可再使用,以防止安全事故。
3、漏电开关
漏电保护主要作用是解决漏电问题(相线流出多少电流,中性线就要回来多少电流,一旦有电流缺失,比如人体触电,电流通过人体流到地上的时候,一般超过30毫安,漏电保护器就会工作,切断电源,从而杜绝了电流对人体伤害),但是一般专用的漏电保护开关是不起过载保护用的(现在大多带过载保护)。
当电流超过一定的电流的时候自身会发热,(利用双金属片受热弯曲的道理)导致开关里面的脱扣装置脱扣,从而切断电源,保护电路不因过大的电流而烧毁!
同时也起到保护电路的作用。
漏电开关的动作原理是:
在一个铁芯上有两个组:
一个输入电流绕组和一个输出电流绕组,当无漏电时,输入电流和输出电流相等,在铁芯上二磁通的矢量和为零,就不会在第三个绕组上感应出电势,否则第三绕组上就会感应电压形成,经放大去推动执行机构,使开关跳闸。
漏电保护器工作原理:
正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器,此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等,方向相反,总和为零,互感器铁芯中感应磁通也等于零,二次绕组无输出,自动开关保持在接通状态,漏电保护器处于正常运行。
当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时,就有一个接地故障电流,使流过检测互感器内电流量和不为零,互感器铁芯中感应出现磁通,其二次绕组有感应电流产生,经放大后输出,使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。
在安装空气开关时,要搞清楚入线是不是三相电路。
如果确定是两相的,就应该零线接零线,地线接外壳,火线随便接一个就可以了。
现在一般家用空开都是导轨式安装,开关下部有一个拉片,插上螺刀向下扳一下就能从导轨上取下,要把连线拆除。
带电拆除时,要请有经验的电工来做。
4、电线
照明电路里的两根电线,一根叫火线,一般为红色或黄色或绿色;
另一根则叫零线,一般为蓝色或黄色;
此外还有地线,一般为黄绿色或黑色。
火线和零线的区别在于它们对地的电压不同:
火线的对地电压等于220V;
零线的对地的电压等于零(它本身跟大地相连接在一起的)。
所以当人的一部分碰上了火线,另一部分站在地上,人的这两个部分之间的电压等于220V,就有触电的危险了。
反之人即使用手去抓零线,如果人是站在地上的话,由于零线的对地的电压等于零,所以人的身体各部分之间的电压等于零,人就没有触电的危险。
火线是照明电路里的对地电压等于220V的线,用家用试电笔可以测试出来。
零线是变压器中性点引出的线路,与相线构成回路对用电设备进行供电,通常情况下,零线在变压器中性点处与地线重复接地,起到双重保护作用。
接地是电器设备安全技术中最重要的工作,应该认真对待。
那种不加考虑随意接地的做法常常会给计算机设备造成不良的后果,严重时会烧毁整个设备应用系统,甚至造成人身伤害。
正确接地可提高整个系统的抗干扰能力
在连接导线时千万不要将零线端和定位用的地线端连在一起,因为有的设备采用二线插头,如果设备的电源火线、零线接反或使用中插错位置,必将造成火线、零线短路,烧坏设备,造成不可弥补的损失。
因此,即使家里或单位的三线插座中没有接地,也最好使用三线电源插头和三线插座。
交流电源线分为零线和火线。
零线总是与大地的电位相等(但并不是说大地的电位就一定低),火线与零线保持呈正弦振荡式的压差。
因为人在自然状态下与大地是零电位差的,所以一般情况下,人接触零线是不会被电击的。
用电器把外壳与地线连接(接地)就可以保护人不触电,就是这个原因。
所以,火线与零线接反,会埋下用电安全隐患,一般要严格区分。
5、熔断器
熔断器也被称为保险丝,它是一种安装在电路中,保证电路安全运行的电器元件。
熔断器其实就是一种短路保护器,广泛用于配电系统和控制系统,主要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器以金属导体作为熔体而分断电路的电器,串联于电路中,当过载或短路电流通过熔体时,熔体自身将发热而熔断,从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。
具有反时延特性,当过载电流小时,熔断时间长;
过载电流大时,熔断时间短。
因此,在一定过载电流范围内至电流恢复正常,熔断器不会熔断,可以继续使用。
熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成,其中熔体是控制熔断特性的关键元件。
在使用熔断器时要注意,熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相适应,考虑到可能出现的短路电流,选用相应分断能力的熔断器;
熔断器的额定电压要适应线路电压等级,熔断器的额定电流要大于或等于熔体额定电流;
线路中各级熔断器熔体额定电流要相应配合,保持前一级熔体额定电流必须大于下一级熔体额定电流;
熔断器的熔体要按要求使用相配合的熔体,不允许随意加大熔体或用其他导体代替熔体。
6、电灯开关
开关的词语解释为开启和关闭。
它还是指一个可以使电路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。
最常见的开关地让人操作的机电设备,其中有一个或数个电子接点。
接点的“闭合”表示电子接点导通,允许电流通过;
开关的“开路”表示电子接点形成开路,不允许电流通过。
按其控制方式可分为单控开关、双控开关、多控开关和延时开关。
家居常用开关多为单控开关和双控开关。
单控开关相对简单,一个开关控制一个或一组用电器,而与其它线路上的用电器无关。
而双控开关能在两个不同位置控制同一个用电器,在某些场所(如步行楼梯间内,酒店等)特别实用。
现家用电灯开关大多是墙壁开关,墙壁开关就是安装在墙壁上使用的电器开关,是一种家居装饰功能用品,是用来接通和断开电路使用的家用电器。
开关上有三个孔的那是可以用于接双连控制的开关,如果不接双连控制,就是这个开关来控制灯,那接法是:
电源火线接开关的两边的任意一个接线端,开关中间的接线端是接到通往灯上的“火线控制”(输出)线,电路的零线是直接接到灯上的另外一个接点上的,不由开关控制。
家用的照明灯开关内是不能接零线的,如果接零线,那会在关了开关后灯上仍然有电,如果是火线和零线都进入开关,那在开关闭合时将发生线路短路现象,发生危险。
7、电灯
照明电光源一般分为白炽灯、气体放电灯和其他电光源三大类。
家庭常用的电灯为白炽灯。
普通白炽灯即一般常用的白炽灯泡特点:
显色性好(Ra=100)、开灯即亮、可连续调光、结构简单、价格低廉,但寿命短、光效低。
白炽灯是将电能转化为光能的,以提供照明的设备。
其工作原理是:
电流通过灯丝时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
灯丝的温度越高,发出的光就越亮。
故称之为白炽灯。
灯具安装最基本的要求是必须牢固。
室内安装壁灯、床头灯、台灯、落地灯、镜前灯等灯具时,高度低于24m及以下的,灯具的金属外壳均应接地可以保证使用安全。
卫生间及厨房装矮脚灯头时,宜采用瓷螺口矮脚灯头。
螺口灯头的接线、相线(开关线)应接在中心触点端子上,零线接在螺纹端子上。
台灯等带开关的灯头,为了安全,开头手柄不应有裸露的金属部分。
装饰吊平顶安装各类灯具时,应按灯具安装说明的要求进行安装。
灯具重量大于3kg时,应采用预埋吊钩或从屋顶用膨胀螺栓直接固定支吊架安装(不能用吊平顶吊龙骨支架安装灯具)。
从灯头箱盒引出的导线应用软管保护至灯位,防止导线裸露在平顶内。
吊顶或护墙板内的暗线必须有阻燃套管保护。
8、插座
插座是我们接触频繁的电路终端,插座电路用漏电保护开关的话,最大限度上保证了人体安全!
而且插座线路都分几路走线,一旦一路有问题,其他电路上的插座都还可以正常工作!
照明线路一旦有问题的话,我们接在插座上的台灯或落地灯,都还能正常工作,不会让屋里漆黑一片,给照明电路的检修还能提供方便!
安装插座时应尽量靠墙边,插座有两孔插座和三孔插座之分,按照施工规范的要求,必须是左零右相上地(三孔)。
在装修过程中,插座的数量、位置、高度以及承载电流大小等诸多因素都需要根据今后的使用仔细考虑,以免使用中不顺手甚至出危险。
另外,插座的安装位置也很重要。
一般情况下,插座尽可能靠墙边安装,如果插座的位置留得不当,就有可能与后期的家具摆放或者电脑安装发生冲突。
同一房间内的开关、插座距地面高度一致,落地插座距地面高度为350mm,开关距地面高度在1150—1300mm为宜,边缘距门框的距离为150—200mm。
插座要选用插头和插座的连接点是螺纹端子的,而且要有软线固定部件,这样可以防止意外拉动造成连线被拉出插头或插座。
三、设计的总体思路
家庭电路设计最重要的考虑的安全的考虑,无论什么时候都需要把安全放在第一位。
家庭电路设计可分为2类:
强电(220v电器用电)和弱电(电话、电脑、有线电视等数据线),我国电压是220v。
如果弱电电器需要使用的话,可以选用220转110v的专用插座,这种插座可以方便的将220v的交流电转换为110v电。
但是,在我国电器市场里,一般的弱电电器都都带有变压器,无需安装专门的转换插座。
首先要了解一下自己住宅的额定功率,以便选择合适大小的电表,推荐10A或更大的,因为现在家电功率都比较大,所以还是大点好。
在住宅的墙壁留的电源插座需要有足够的数量,最好是在每面墙都留好1-2只插座,另外还需要考虑插座的兼容性问题,有方的,有圆的,最好选用国标和美标通用型的,另外为了防止小孩子玩耍时触电,最好选用防触电型的插座。
还有一点需要注意的是,在设计好管线走向后应及时把图纸保存好,以备日后修理时使用。
布置室内照明应满足一定的要求:
保证照度均匀,尽量减少眩光和暗影,力求经济合理,满足局部的要求。
卧室:
布3支路线:
包括电源线、照明线、空调线.。
床头柜的上方预留电源线口,并采用5孔插线板带开关为宜,可以减少床头灯没开关的麻烦。
在电线盒旁另加装一个开关。
写字台或电脑台上方应安装电源线。
照明灯光采用单头和灯管,采用单联开关。
采用双控开关更适宜,一个安装在卧室门外侧,另一个开关安装在床头柜上侧或床边较易操作部位。
走廊:
布2支路线:
包括电源线和照明线,电灯开关选单联开关。
厨房:
包括2电源线和2照明线。
切菜的地方可以安个小灯,以免光线不足,造成事故。
还有微波炉、电饭煲、消毒碗柜和电冰箱等的电源插座也要预留。
餐厅:
包括电源线、照明线、空调线。
阳台:
布2支线路:
包括电源线、照明线。
卫生间:
电源线和照明线,电热水器和洗衣机的电源插座要预留。
客厅:
布4支路线:
包括电源线、照明线、电视线和电话线、。
在沙发的边沿处欲留电话线口。
在户门内侧欲留对讲器或门铃线口。
饮水机、空调、电视机和DVD等设备预留电源口,客厅至少应留5个电源线口。
四、电路布线施工图以及电路原理图
施工前要充分考虑各功能区域所需的电器及照明设备,并以此为据粗略计算每路电线相应匹配的线材截面积。
应尽量采用优质的铜芯护套及安装线盒,以免老化和折断,造成面板安装困难。
;
各种灯具、开关、插座等要定出坐标和高度,已确定线路的走向和分支汇合。
电线要选用不同颜色,以便识别不同的回路;
最好将电源线外穿阻燃管材后再敷设。
在可燃结构的顶棚外应设置电源开关,供必要时切断电源之用。
所有导线的接头都应在接线盒内;
室内线路每一分路总量不应超过3000瓦,每一单线回路的负荷电流应控制在适当的范围。
照明电路布线图:
插座安装布线图:
房间的双控开关电路图如图所示:
电能表与闸刀的接线:
总体电路原理图:
五、安装用电路元器件以及预算
在选购电路元器件时要注意元器件的技术条件、技术性能、质量等级等是否满足电子设备的要求。
优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件,不允许选用淘汰品种和禁用的元器件。
最大限度地压缩元器件的品种、型号、规格和生产厂家,并进行认定,尽量作到定点供应。
未经设计定型的元器件不能在可靠性要求高的电子设备研制产品中正式使用。
优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件,产品中关键的元器件要对元器件生产方进行质量认定。
收集相似设备元器件现场使用的失效率数据,优先选用高可靠元器件,淘汰失效率高的元器件,尽量提高装机元器件的复用率。
所选用的电路元器件及灯具:
属性
名称
品牌
型号
外观
数量
单价(元)
备注
电能表
正泰
DD862-黑2.5A
黑色
1
78.00
漏电开关
施耐德
EA9RN2C5030C
淡黄色
165
开关插座
西门子
5UB0108-1CC1
雅白
4
17.80
插座
欧奔
E8039
10
20.77
开关
5TA0201-1CC1
8
8.80
大厅顶灯
松下
HAC9055E
白色
299.00
40W
荧光灯
欧普
MX873-Y21Z
暖白
26.80
进户线用6平方的线,每个空调、电热水器都要布4平方专线;
墙壁电源插座用2.5平方线,照明电路干线用1.5平方线。
插座线与照明线按房间分开,为以后维护方便。
为了方便,房间装双控开关。
厨房和卫生间将来都是用电大户,要布专线;
布线时要做到强弱分开、穿管整齐,还要布地线,这很重要。
所选用的电线:
规格
数量(卷)
6平方
熊猫
BV6平方
红色
289
1(50m)
蓝色
2.5平方
BV2.5平方
239
1(100m)
1.5平方
BV1.51/1.38
146
预算:
电能表:
1*78.00=78.00(元)
漏电开关:
1*165.00=165.00(元)
开关插座:
4*17.80=71.20(元)
插座:
10*20.70=207.00(元)
开关:
8*8.80=70.40(元)
大厅顶灯:
1*299.00=299.00(元)
荧光灯:
8*26.80=214.40(元)
电线:
2*289.00+2*239.00+2*146.00=1348(元)
合计:
78.00+165.00+71.20+207.00+70.40+299.00+214.00+1348.00=2452.6(元)
指导教师点评:
常用家庭电路设计这个课题具有比较强的研究价值。
结题论文详实而有意义。
在整个研究过程中,课题组长能以身作则,合理安排和分解任务。
整个小组精诚团结,出色地完成研究任务。
通过实践研究,了解电学知识在现实生活中的应用,让学生学以致用,提高动手能力,加深对课本知识的理解。
(七)课题研究体会
1、唐虎
通过半个多学期以来的研究性学习,我懂得了简单的家庭电路的结构,对自我进行了锻炼,在自主动手操作方面,也有一定的提高。
在探讨中,我懂得了许多学习方法,并加强了团队意识。
在学习生活中,又何尝不是如此呢?
面对问题,我们不能只想着答案是什么,而是应该想怎样得到答案,过程往往比结果更重要。
在进行这项学习之前,我和许多人一样对电充满了好奇和畏惧,从而心中对电下了一个错误的定义,自然对他敬而远之。
在学习中,有时候我们也会被冗长的表达式或一些定义所迷惑而不敢向前,这种拼搏的精神,难道不是很重要吗?
2、诗炫
研究性学习是一项庞大的工程,单凭一人之力是无论如何也无法完成的。
这时候我们需要的是合作,是整个团队,是大家共同的努力。
这让我们深有体会,在这次研究性学习中,我们也看到了合作的巨大力量。
一开始大家都忙着各自分头寻找相关资料,没有分配任务,开会讨论,等到组内开会召集时,才发现,不是有的资料没找到,就是同样的资料找了好几份。
组员们在这种情况下并没有互相埋怨,而是赶快聚到一起开会商议补救之策。
我们将任务分割成几份,派给组员,大家同时工作但侧重点不同。
如果有的组员提前完成任务,也会热心主动的帮助别的组员。
正是因为大家共同合作,互相帮助,以集体的利益为主。
在四个人之间,合作的关系依然紧密,如果查找到与其它组员要找的有关的资料,大家都会拿出来共享,正是由于这样,虽然研究任务很重,我们却也没有耽误很多学习时间。
团队的精神在每个人心中,合作为了共同的目标。
研究性学习转变了我们的学习观念,和改变我们的学习方式。
以我的小组而言吧,说它简单,最终成果只是一个简单的结果。
但是,真是搞起来,要多方面考虑,还要收集有关资料,再加以运用,这自然会遇到许多麻烦,它给我们很大创新空间和实践机会,转变我们对学习和生活缺少独立思考新发现的一些依赖观念,改变我们“死读书”的学习方式,创造另一种学习的风气,营造更优的学习环境。
这对学习科学文化的学生来说也是一个运用科学知识解决问题的良好机会。
同时,研究性学习也促进同学们学会交流,学会合作。
这个我在学习研究中有切身的体会,像哪个同学有何特长、爱好,对事情处理的态度,协作能力如何,这都很容易在研究性学习过程中反映出来。
我作为本组的组长,有时在分配工作过于疏忽,执意按自己的意愿去做,结果造成某些缺漏和过失。
幸好还不算严重,否则我真无地自容,组员也没有责怪于我,反而给我补遗拾漏。
我想,这不仅仅是一种责任,还有我们感情的桥梁在起着作用吧。
这段日子,我们一起外出调查