Mô Hình Một Số Đồ Điện Dân Dụng

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay ớ nước ta hầu hết các hoạt động của xã hội đều gắn với việc
sử dụng điện năng, điện không những được sử dụng ở thành phố mà còn
được đưa về nông thôn, miền núi hoặc nhờ các trạm phát địa phương.
Vì vậy cùng với sự phát triển của điện năng, và các thiết bị dân dụng
cũng ngày càng phát triển và cần nhiều nhân lực để làm việc về các thiết bị
điện .Vì vậy đòi hỏi người công nhân làm việc trong các ngành ,nghề đặc
biệt là trong các ngành nghề điện ,điện tử phải hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý
làm việc ,nắm được các hiện tượng ,nguyên nhân hư hỏng và các sửa chữa
chúng.
Là một Sinh viên sắp tốt nghiệp trường Điện Công Nghiệp và Dân Dụng
, em hiểu rằng tự động hóa công nghiệp là hết sức quan trọng trong sự phát
triển cảu đất nước. Trong đợt làm đồ án tốt nghiệp này em được thày giáo
Nguyễn Minh Lợi hướng dẫn em thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài là “Mô
Hình Một Số Đồ Điện Dân Dụng”
Để hoàn thành tốt được đồ án, em đã được sự giúp đỡ rất nhiều của bộ
môn Điện Công Nghiệp và Dân Dụng và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của
thầy Nguyễn Minh Lợi. Sau 8 tuần làm đồ án em đã hiểu được nguyên lý
cấu tạo của các đồ Điện Dân Dụng trong đời sống. Và qua đó em đã biết
được cách sửa chữa hỏng hóc thường gặp ,đó là những kinh nghiệm quý báu
giúp em vững tin hơn trong công việc sau này . Mặc dù hết sức cố gắng
nhưng đề tài của em còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy!

1


THIẾT BỊ ĐIỆN GIA DỤNG
GIỚI THIỆU CHUNG

I.

Hiện nay ớ nước ta hầu hết các hoạt động của xã hội đều gắn với việc
sử dụng điện năng, điện không những được sử dụng ở thành phố mà còn
được đưa về nông thôn, miền núi hoặc nhờ các trạm phát địa phương.
Vì vậy cùng với sự phát triển của điện năng, và các thiết bị dân dụng
cũng ngày càng phát triển và cần nhiều nhân lực để làm việc về các thiết bị
điện .Vì vậy đòi hỏi người công nhân làm việc trong các ngành ,nghề đặc
biệt là trong các ngành nghề điện ,điện tử phải hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý
làm việc ,nắm được các hiện tượng ,nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa
chúng.
Mục tiêu thực hiện :
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị theo các qui định về an toàn
lao động
- Sử dụng thành thạo các loại máy đo thông dụng để đo kiểm,xác định
lỗi và sửa chữa các thiết bị điện gia dụng theo các thông số của nhà
sản xuất.
- Lắp đặt được mạng chiếu sang cho gia đình theo bản vẽ
- Lắp đắt được mạng điện động lực cho các động cơ một pha ,ba pha
dùng trong gia đình theo tiêu chuẩn điện việt nam
Nội dung chính:
Yêu cầu:
- nắm được nguyên lý của một số thiết bị điện gia dụng như bàn ủi,nồi
cơm điện, động cơ một pha ,các laoij quạt, biến áp…
- Tính toán được một số thông số cơ bản của các thiết bị trên nhằm
phục vụ cho việc tính chọn các phần tử trong mạng điện sinh hoạt.
II.
THIẾT BỊ CẤP NHIỆT
Nguyên lý chung
- Các loại thiết bị này được chế tạo dựa trên cơ sở tác dụng nhiệt của
dòng điện ( định luật Joule-Lenx) . Khi dòng điện chạy qua dây dẫn

làm nó nóng lên .Lượng nhiệt sinh ra tỉ lệ với bình phương dòng điên,
với điện trở và thời gian duy trì dòng điện.
2


Q=I2R.T
Trong đó
I : dòng điện (A)
R: điện trở của vật dẫn
T: thời gian (s)
Q: nhiệt lượng (J)
1j= 0,24cal
Dựa vào định luật này người ta tính toán thiết kế các đồ dùng điện với
nhiều công dụng khác nhau như :bàn là ủi,bếp điện , nồi cơm điện ,ấm
điện…điểm chung của các thiết bị này là dây đốt nóng ddueuwowcj làm
bằng vật liệu có điện trở xuất lớn như Vonfram , constantan , maiso
,nicrom… Để tạo ra một điện trở lớn làm nhiệt lượng sinh ra được nhiều
hơn .Ngoài ra các vật liệu này còn có khả năng chịu được nhiệt độ rất
cao.
III.

GIỚI THIỆU VÀI THIẾT BỊ THÔNG DỤNG

1. Bàn là điện
Bàn là hay bàn ủi là dụng cụ gồm một miếng kim khí được làm nóng
dùng để làm thẳng các nếp nhăn của vải. Khi các phân tử
trong polymer của sớ vải bị nung nóng, sẽ không kết cấu chặt vào nhau
và bị nới ra, sức nặng của bàn là và sức ép của thợ ủi qua đó làm thay đổi
hình dạng của sớ vải. Một số loại vải ví dụ như vải bông cần được tẩm
một lượng nhỏ nước khi ủi nhằm làm giảm các liên kết liên phân tử giữa

các sợi vải.

Cấu tạo bàn là điện
3


4


5


1.điện trở chính (dây đốt nóng)
3.tiếp điểm

2.bản lưỡng kim
4.Điện trở

phụ
5.đèn báo

6.vít điều chỉnh

Nguyên lý hoạt động:
Phần chính cảu bàn là ủi là dây điện trỏ có nhiệm vụ tạo ra nhiệt năng.
Điều chỉnh vít 6 làm tiếp điểm 3đóng lại cấp nguồn cho mạch , mạch có
dòng điện chạy qua dây điện trở bàn ủi nóng lên .Khi nhiệt độ tăng quá
mức điều chỉnh bant lưỡng kim 2 biến dạng cong lên làm tiếp điểm 3 bị
hở, mạch bị cắt , nhiệt độ giữ ổn định một thời gian sau giảm dần làm bản
lưỡng kim biến dạng trở lại vị trí ban đầu tiếp điêmt 3 đóng lại dây điện

trở được cấp nguồn trở lại lại nóng lên …

6


2. Nồi cơm điện
Cấu tạo nồi cơm điện

7


1.nam châm

2.cần điều khiển

4.vít điều chỉnh

Rc.điện trở chính (nấu)

3.bàn lưỡng kim
Rp.điện trở

phụ(hâm)
Rđ. Điện trở đèn

N,H các tiếp điểm

- Nồi cơm điện dùng để nấu cơm là chính ,cũng có thể dùng nấu các
món thức ăn lỏng như cháo súp… Nhưng không nấu được các món ăn
như kho rán .Dung tích của nồi có các loại 1,2l :1,8l :3,2l

- Cấu tạo chính của nồi gồm có điện trở chính (nấu) , điện trở phụ
(hâm) và bộ phận tự động điều chỉnh nhiệt độ ( nam châm và bản
lưỡng kim)

8


Nguyên lý hoạt động:

- Ấn cần điều khiển 2 , nam châm 1 được đẩy vào sát đáy trụ sắt nên bị
hút chặt làm tiếp điểm N đóng lại cấp ddienj cho Rc và đèn báo sang
lên, Nhiệt độ nồi tăng lên ,đến khoảng 700C bản lưỡng kim 3 cong lên
đóng tiếp điểm H , Một phần dòng điện chạy qua Rp nhưng không ảnh
hưởng tới sự đốt nóng (vì khi đó Rp bị ngắn mạch ) va nhiệt độ vẫn
tiếp tục tăng.
- Nhiệt độ tăng đến khoảng 900C, bản lưỡng kim cong đén mức làm cho
thanh động của tiếp điểm H chạm vào đầu vít 4 và tiếp điểm bị cắt
,lúc này Rc vẫn được cấp điện qua tiếp điểm N.
- Khi nhiệt độ tăng đến 1250C (nước đã cạn cơm gần chin) nam châm 1
mất từ tính và nhã ra làm cắt tiếp điểm N
- Nhiệt đọ giảm dưới 900C , tiếp điểm H đóng lại Rp được nối tiếp với
Rc hâm nóng cơm ở nhiệt độ từ (70-900C) .

9


3. Bếp từ
Bếp cảm ứng hay bếp từ là bếp sử dụng dòng điện cảm ứng (foucoult)
để nấu nướng, bằng cách đặt tấm sắt mỏng dưới đáy nồi hoặc sử dụng
nồi bằng hợp kim sắt, không làm việc nếu nó không có miếng sắt từ này.

Bếp cảm ứng được chế tạo dựa trên nguyên lý từ trường trong cuộn dây
và dòng điện Foucault. Người ta đặt một cuộn dây dẫn điện dưới một
tấm vật liệu cách điện, cách nhiệt (thường là sứ thủy tinh vì ngoài khả
năng cách điện, cách nhiệt, nó còn có tính thẩm mỹ). Khi cho dòng điện
chạy qua cuộn dây sẽ tạo ngay tức thời từ trường trong khoảng cách vài
milimét trên bề mặt bếp. Đáy nồi bằng kim loại (sắt nhiễm từ) nằm trong
từ trường này sẽ sinh ra dòng điện Foucault và nóng lên, nấu chín thức
ăn như đối với cách đun nấu thông thường.
Để thay đổi nhiệt độ đun, người ta thay đổi cường độ từ trường tác dụng
lên đáy nồi bằng cách thay đổi cường độ dòng điện. Điều này có thể làm
được bằng cách thay đổi trị số của điện trở.
Đa số các loại bếp hiện nay đều thiết kế nhiều chức năng nấu tương
đương với các mức nhiệt độ định sẵn nhằm giúp cho việc sử dụng trở lên
dễ dàng. Nhiều loại bếp còn có chức năng hẹn giờ .
Để tăng hiệu quả dẫn nhiệt, người ta chế tạo đáy nồi có lớp kim loại dẫn
nhiệt tốt như nhôm, đồngphủ lên lớp vật liệu sắt từ, dưới cùng có thể là
lớp vật liệu có độ bền cao như inox.
Ưu điểm của bếp cảm ứng là tốc độ đun nấu nhanh, do giảm được nhiệt
dung (không còn nhiệt dung của bếp, chỉ có nhiệt dung của nồi). Việc
điều chỉnh nhiệt độ được thực hiện bằng các mạch điện tử nên có độ
chính xác cao.

10


Cấu tạo của bếp từ:

(1). Cuôn dây từ tính
(2). Đáy nồi
(3). Nồi

(4). Thân bếp

11


Mô Hình dàn trải của bếp từ

Nguyên lý hoạt động:
Bếp có cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên với tần số cao có thể thay
đổi được , ta chỉnh nhiệt độ của bếp bằng cách thay đổi tần số này,một
cách gần đúng có thể coi tất cả hương từ thông hướng thẳng góc với mặt
bếp để xuyên lên đáy nồi.đáy nồi sẽ sinh ra nhiệt nhờ một dòng ma ta gọi
là dòng fu-co , dòng fu-co là dòng điện được sinh ra khi có một từ thông
12


xoay chiều xuyên qua một vật (mặt phẳng) là kim loại “thẩm từ” nó tuân
theo định luật “bàn tay trái” .

13


Dòng FU-CO này sẽ làm cho vật (đáy nồi) sinh nhiệt tương đối lớn vì ta
có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở rất nhỏ, các electron
di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập lẫn nhau nên sinh nhiệt, nhiệt lượng
sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào : Cường độ từ trường, Tần số từ
trường và Diện tích mạch từ (đáy nồi). Bằng thực nghiệm Neumann đã
tìm ra được mối quan hệ giữa các đại lượng này, thể hiện ở công thức :
P=H.

(F3.S)

Trong đó :
- P : Công suất nhiệt được sinh ra (W).
- H : Cường độ từ trường (A/cm).
- S : Diện tích mạch từ (cm2).
- f : Tần số biến thiên của từ thông (Hz).
Nhìn công thức trên ta thấy : P (nhiệt lượng) tỷ lệ thuận với tất cả các đại
lượng còn lại, S (diện tích đáy nồi) là hằng số nên để tăng P ta chỉ còn
cách tăng H hoặc f. Mà H là cường độ từ trường, để tăng nó cần phải
tăng sức điện động (~dòng điện) chạy qua cuộn dây tạo từ trường trong
bếp, điều này đồng nghĩa với việc cần phải có 1 mạch công suất gồm
14


nhiều linh kiện đắt tiền khá phức tạp (việc tạo ra một mạch điện tử công
suất có khả năng tăng/giảm biên độ của dòng xoay chiều có công suất
lớn không phải đơn giản). Lựa chọn còn lại là tăng f - tần số của sức điện
động (cũng là tần số của từ thông được sinh ra), để làm việc này không
có gì là khó khăn ở thời điểm hiện nay. Về nguyên tắc mạch tăng/giảm
tần số f của bếp từ hoạt động tương tự như mạch SWITCHING trong đa
số các phần nguồn của tivi, monitor, PSU.....
Thật ra nhìn vào công thức Neumann ai cũng thấy được để tăng P thì
tăng f có lợi nhất vì nó có số mũ 3/2
Bếp từ hoạt động dựa trên nguyên lý “cảm ứng điện từ” của faraday
khám phá ra năm 1830 .nhưng mãi đến tận 150 năm sau ,người ta mới
nghiên cứu chế tạo ra chiếc bếp từ đầu tiên.
4. Bếp hồng ngoại
Bếp hồng ngoại sử dụng nguyên lý bức xạ nhiệt của tia hồng ngoại (ánh
sáng đỏ là ánh sáng có bước xạ nhiệt mạnh nhất) theo PGS.Ts Lê Văn

Doanh bếp hồng dùng sóng bức xạ có bước sóng lơn hơn ánh sáng màu
đỏ là 860nanomet phát ra nhiệt có hiệu xuất cao.
Ưu điểm của bếp hồng ngoại là thời gian sôi rất nhanh,bếp đa tính năng,
ngoài ra bếp hồng ngoại còn có chức năng hẹn giờ tắt ,có chiều chế độ tự
nấu tự động, không kến nồi ,có đọ kiểm soát nhiệt rát chính xác ,an toàn.
-Đun được trên nhiều vật liệu: gang, nhôm, thủy tinh, sành, sứ, inox, nồi
tráng men, nồi 2 đáy, nồi 3 đáy... (không kén nồi).…
-Ngoài ra còn có thể nướng được đồ ăn (Lưu ý: Khi sử dụng chức năng
này, phải có vĩ nướng, tránh dầu mỡ rơi trực tiếp xuống mặt bếp trong
quá trình sử dụng).
-Đảm bảo thời gian nhanh hơn các loại bếp khác.

15


16


Cấu tạo:

1. Vòng phát nhiệt lớn có đường kính phát nhiệt 20 cm
2. Ký hiệu cảnh báo không sờ tay vào vùng phát nhiệt
3. Vòng phát nhiệt nhỏ có đường kính phát nhiệt 13 cm
4. Phím khóa bàn phím điều khiển
5. Phím mở tắt nguồn
6. Phím điều khiển tăng nhiệt
7. Phím điều khiển giảm nhiệt
8. Phím hẹn giờ
9. Phím lựa chọn vòng phát nhiệt lớn hoặc nhỏ
10. Đèn tín hiệu cảnh báo mức độ nhiệt độ của vùng phát nhiệt

11. Màn hình LED hiển thị công suất hoạt động
12.Đèn tín hiệu báo chê độ 1 vòng nhiệt hoặc cả 2 vòng nhiệt
Nguyên lý hoạt động:
Bếp hồng ngoại sử dụng một bóng đèn halogen, thực tế cũng như bóng sợi
17


đốt nhưng trong đó có bơm khí halogen, để tạo ra bức xạ nhiệt làm nóng mặt
bếp thủy tinh gốm sứ. Thực phẩm được nấu chín là do cả dẫn nhiệt giữa bếp
và dụng cụ nấu cùng với bức xạ nhiệt trực tiếp từ chính bóng đèn.
Bếp hồng ngoại ứng dụng nguyên lí bức xạ nhiệt của tia hồng ngoại (ánh
sáng đỏ là bước sóng ánh sáng có bức xạ nhiệt mạnh nhất). Theo PGS.TS Lê
Văn Doanh, bếp hồng ngoại dùng sóng bức xạ có bước sóng lớn hơn ánh
sáng màu đỏ là 860 nanomet, phát ra nhiệt có hiệu suất cao.
Mặt bếp được cấu tạo bởi chất liệu thủy tinh hữu cơ được tích hợp nhiều
thấu kính hội tụ (16 thấu kính/cm2) với mục đích truyền thẳng năng lượng
vào đáy nồi theo phương vuông góc với mặt bếp do đó hiệu suất sử dụng
nhiệt rất cao. Bếp hồng ngoại thích hợp với các dụng cụ nấu bằng gốm, sứ,
đất nung, kim loại...
Cũng như bếp từ, ưu điểm của bếp hồng ngoại là thời gian sôi rất nhanh, và
bếp đa tính năng. Ngoài ra, bếp hồng ngoại còn có chức năng hẹn giờ tắt, có
nhiều chế độ nấu tự động, không kén nồi, có chế độ kiểm soát nhiệt chính
xác, an toàn.

18