电工课程设计.docx
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电工课程设计
广东石油化工学院
电工电子技术课程设计
题目家庭照明电路
班级
学号
姓名
指导教师
时间
电工电子技术课程设计任务书
姓名___龙小兰____班级装控11-1学号01评分
设计课题：
家庭照明电路
设计任务与要求
查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或或含中规模以上的集成电路。
根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：
1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；
3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图；
4、对整体电路原理进行完整功能描述；
5、列出标准的元件清单；
6、制作电路实物或对进行电路仿真，演示并记录其实际效果；
设
计
步骤
1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
4、列出标准的元件清单；
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、对电路作出仿真；演示并记录其实际效果；
7、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献
1、《电工入门--知识与实践课堂》蔡杏山电子工业出版社
2、《电工技术手册》数字化手册编委会机械工业出版社;第1版
3、《电子技术课程设计与综合实训》陈光明、施金鸿、桂金莲北京航空航天大学出版社
目录
一、总体方案与原理说明....................................3
二、客厅单元电路.............................................4
三、厨房电路单元............................................6
四、卧室单元电路图..........................................8
五、卫生间单元电路..........................................9
六、走廊阳台灯的自动控制系统................................9
七、电线的相关资料..........................................10
八、工程造价...................................................12
九、设计总结与心得体会.....................................13
十、附图：
总电路及客厅单元电路图...........................14
十一、附图：
厨房及卧室单元图.........................................15
十二、卫生间单元图...........................................16
十三、仿真电路原理图.......................................16
十四、仿真电路图...............................................17
一、总体方案与原理说明
家向来是我们温暖的港湾，所以合理对家庭照明电路进行总体布线以及安装是很重要的，甚至于关乎着人们的生命，所以家庭照明电路务必安全并尽量经济。
总体来说，根据不同位置以及不同功率的用电器选择不同的大小的电线,并且根据安全需求安装地线。
查资料知4mm2的铜线可供功率大约为5500w，所以选用4mm2的铜线作为进户线，而耗电量比较大的家用电器是：
空调5A（1.2匹），电热水器10A，微波炉4A，电饭煲4A，洗碗机8A，带烘干功能的洗衣机10A，电开水器4A，所以插座线选用2.5mm2的铜线，2.5mm2的铜线可承受的安全功率大约为3300w，可以满足以上电器的使用功率；而对于节能灯或灯管这类的小功率照明用电器则选用1.5mm2的铜线作为其电源线。
由于不可能同时使用所有电器，所以用4mm2的铜线已经足够满足用户需要。
二、客厅单元电路
客厅作为待客的主要场所，所以其功能要求较高，其电路图见附图二；
当接入外电线时，先接入电度表,其位置为屋檐下距屋顶50公分处的墙壁中央；然后接入总控制开关即闸刀开关,其位置在电度表正下方，距离约为30公分；然后进入客厅内的漏电开关，漏电开关装在距离房顶100公分、距离门口50公分处；接着就是客厅内部的线路布置。
由于客厅面积较大所以用两盏灯管，分别安装在大门两侧的墙中央，距离房顶大约40公分；然后安装两个插座，它们的位置由图可知，一只装在正对墙中央偏左20公分左右，距房顶2米，另外一只安装在门右侧墙距窗户20公分、距房顶2米的地方。
客厅的电器清单如下：
名称
品牌
额定值
单价
数量
总价
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
2只
30元
普通日光灯管
飞利浦（型号:
TL-D;灯头型号:
T8）
18w
5.00元
2盏
10.00元
家用彩电
25英寸创维彩电
100w
1300元
1台
1300元
空调
格力（KFR-50LW/（50553）FNAd-3）
制冷功率1740w
1800元
1台
1800元
电度表
创德利（DDS82515-60A）
60A
25.00元
1只
25.00元
闸刀开关
大师傅（型号:
2012；规格:
2P）
60A
18.00元
1只
18.00元
漏电开关
正泰（型号:
断路器DZ47LE-63/60A2P）
60A
46.00元
1只
46.00元
普通开关
欧普86型致美一位单开P081611A
10A
9.00元
1只
9.00元
电能表的工作原理是：
当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。
负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。
即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。
功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。
铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。
当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。
负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。
铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。
这就是电能表工作的简单过程。
漏电保护开关的动作原理是：
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。
在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。
漏电将火线零线同时穿过一个O型磁环作为初级,次级用N匝输出去推动一个电磁机构,电磁机构动作则脱扣.原理是正常情况下火线和零线上的电流流进等于流出,所以感应出来的次级电压也为零,当火线或零线有一根线对地有接地电阻或短路,则火线和零线上的电流出现电压差,通过次级感应出来,当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路.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。
漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类：
①电磁脱扣型漏电保护器，以电磁脱扣器作为中间机构，当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。
这种保护器缺点是：
成本高、制作工艺要求复杂。
优点是：
电磁元件抗干扰性强和抗冲击（过电流和过电压的冲击）能力强；不需要辅助电源；零电压和断相后的漏电特性不变。
②电子式漏电保护器，以晶体管放大器作为中间机构，当发生漏电时由放大器放大后传给继电器，由继电器控制开关使其断开电源。
这种保护器优点是：
灵敏度高（可到5mA）；整定误差小，制作工艺简单、成本低。
缺点是：
晶体管承受冲击能力较弱，抗环境干扰差；需要辅助工作电源（电子放大器一般需要十几伏的直流电源），使漏电特性受工作电压波动的影响；当主电路缺相时，保护器会失去保护功能。
三、厨房电路单元，其电路见附图三
厨房是日常生活的重要场所，由于我家的特殊结构，饭厅与厨房连在一起，所以也有两盏节能灯，其中一盏安装位置大约为门口这侧距右墙1米、距屋顶1米处，另外一盏位置大约为距门口这堵墙3米、距房顶1米处；有两个插座是分别满足不同方位电器的使用，靠门这侧的插座主要是满足电饭锅、电磁炉和电风扇的使用需求，所以用2.5mm2的导线满足它们所需的用电功率,其位置大约为距靠近客厅那侧墙1米、距屋顶2米的地方；另外一个插座主要是用于抽油烟机的使用，所以也用2.5mm2的导线，其位置大约为靠卫生间那侧墙距左侧墙1米、距房顶1.5米处。
厨房使用的用电器如下：
名称
品牌
额定值
单价
数量
总价
抽油烟机
海尔CXW-200-JC30D
200w
1200元
1
1200元
电磁炉
美的ST2106
2100w
300元
1
300元
电饭锅
美的YJ307M
500w
120元
1
120元
电风扇
艾美特壁扇W329A
42w
150元
1
150元
节能灯
飞利浦标准型节能灯18W冷日光色
18w
19.00元
2
57.00元
五孔插座
西门子（86型）
16A
15.00元
2只
30元
普通开关
欧普86型致美一位单开P081611A
10A
9.00元
1只
9.00元
E27灯座灯头
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