Báo cáo nhập môn kĩ thuật điện

Quạt điện hay Quạt máy là một thiết bị dẫn động bằng điện được dùng để tạo ra các luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho con người nhất là giảm sứcnóng của cơ thể, hạ nhiệt, giúp con người c

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

I: Bóng đèn huỳnh quang 4

I.1 Lịch sử hình thành 4

I.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 4

II: Quạt điện 8

II.1 Giới thiệu 8

II.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 9

II.3 Sử dụng 11

III: Mạch diện máy bơm 12

III.1 Khái niệm và phân loại 12

III.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 15

III.3 Lắp đặt và sử dụng 17

IV: Mạch diện cầu thang 19

IV.1 Tác dụng 19

IV.2 Sơ đồ nguyên lý 19

IV.3 Một số mạch cầu thang khác 20

KẾT LUẬN 23

Tài liệu tham khảo: 25

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội,các thiết bị điện-điện tửtrong gia đình ngày càng có nhiều cải tiến tích cực để phù hợp với nhu cầu củacuộc sống và tình hình nguồn nhiên liệu ngày càng cạn kiệt hiện nay

Chỉ đơn cử một vài thiết bị như: mạch điện cầu thang,quạt điện, đèn tuýphay bơm cánh quạt… cũng thấy rất nhiều lợi ích mà nó mang lại cho cuộc sống

chúng ta Quạt điện hay Quạt máy là một thiết bị dẫn động bằng điện được dùng

để tạo ra các luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho con người (nhất là giảm sứcnóng của cơ thể, hạ nhiệt, giúp con người cảm thấy mát, thoải mái), thông gió,thoát khí, làm mát, hoặc bất kỳ tác động liên quan đến không khí trong môitrường sống.Tuy chỉ với những lợi ích tưởng chừng như đơn giản như thế nàythôi nhưng nếu không có nó thì hãy tưởng tượng chuyện gì sẽ xảy ra?Hay vớibóng đèn tuýp,thử làm 1 so sánh nhỏ Một bóng đèn huỳnh quang 40W nhìn sángnhư bóng đèn sợi đốt công suất 150W, nhưng điện năng tiêu hao lại ít hơn so vớiđèn sợi đốt Nói cách khác, hiệu suất phát sáng của đèn huỳnh quang cao hơn đènsợi đốt nhưng nó lại tiết kiệm điện hơn.Nếu trên thế giói tất cả bóng đèn sợi đốtđược thay bằng loại bóng đèn huỳnh quang thì việc tiết kiệm điện năng sẽ lớn nhưthế nào?

Bơm cánh quạt do có tính kinh tế cao, an toàn, tiện lợi trong vận hành, kíchthước nhỏ và giá thành tương đối thấp, do vậy nó được sử dụng nhiều trong cuộcsống của xã hội hiện đại nói chung và cho tưới tiêu, nói riêng.Nhu cầu sử dụngmáy bơm trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, nuôi trồng thủy sản khá đadạng: quản lý nước, giữ mực nước có chất lượng tốt và vừa đủ tùy từng đối tượngcây trồng, vật nuôi theo từng giai đoạn của chúng; bơm cấp nước mùa hạn vàthoát nước mùa khô; tát nước để thu hoạch; tạo dòng chảy, phân phối hoặc giảiphóng các chất hữu cơ, chất lắng đọng và các loại khí trong thủy vực; sử dụngnhư thiết bị đẩy đối với các phương tiện đường thủy; rửa mặn, rửa phèn cho ao,ruộng; cứu hỏa.Ngoài ra ta cũng có thể kể đến tác dụng của mạch điện cầu

thang.Hiện nay có nhiều loại mạch điện cầu thang nhưng chúng đều có chungmục đích là làm giảm công sức và tăng tích tiện lợi trong việc sử dụng các thiết bịgia đình.

Dưới đây là những tìm hiểu của chúng em về các thiết bị điện dân dụngtrong cuộc sống hàng ngày.Trong bản báo cáo này chúng em đã trình bày vềnhững vấn đề đã tìm hiểu được, xong do kiến thức còn hạn hẹp nên bản báo cáocòn nhiều thiếu xót, mong các thầy cô giúp đỡ và chỉ dạy để bản báo cáo hoànthiện hơn

NỘI DUNG

I BÓNG ĐÈN HUỲNH QUANG (ĐÈN TUÝP)

I.1 Lịch sử hình thành bóng đèn huỳnh quang.

Đèn huỳnh quang có ở khắp nơi xung quanh ta, nhưng làm thế nào nó có thể phátsáng và hoạt động hiệu quả hơn bóng đèn sợi đốt gấp nhiều lần?

Từ khi được kỹ sư người Mỹ Peter Cooper Hewitt sáng chế vào năm 1902 vàđược phổ biến từ 1939 đến nay, đèn huỳnh quang được cải tiến để sử dụng rộngrãi từ gia đình cho đến các cửa hàng, văn phòng, đường phố… với vô số kiểudáng, màu sắc, kích thước, công suất tùy theo công dụng của chúng

I.2 cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Đèn huỳnh quang phát sáng như thế nào?

Đèn huỳnh quang có cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là ống tuýp đèn và hai điện cực ở hai đầu Cơ chế phát sáng của đèn huỳnh quang khá phức tạp điễn

ra bên trong ống thủy tinh hình trụ bịt kín Ống được hút chân không, bên trong

có một chút thủy ngân và được bơm đầy khí trơ, thường là khí argon hay neon Mặt bên trong ống được tráng một lớp lớp huỳnh quang tức là bột phốt pho Ống

có hai điện cực ở hai đầu, được nối với mạch điện xoay chiều

Khi ta bật công tắc đèn sẽ xảy ra hiện tượng hồ quang điện tức là sự phóng điện trong khí trơ để kích thích tạo ra ánh sáng Hiện tượng này như sau: Khi dòng điện đi vào và gây ra một hiệu điện thế lớn giữa các điện cực thì các dây tóctrên các đầu điện cực nóng lên, phát xạ ra các hạt electron di chuyển trong ống với vận tốc cao từ đầu này đến đầu kia Trên đường vận động, chúng va chạm vàocác phân tử khí trơ làm phóng ra nhiều các hạt ion hơn

Sơ đồ đi dây của đèn huỳng quang là một mạch nối tiếp như sau:

Đầu dây thứ 2 của dây nguồn từ ngoài vào sẽ vào trực tiếp 1 chân ở đầu bên kia của đèn

Còn dư 2 chân ở 2 đầu đèn thì sẽ được nối với nhau thông qua con chuột ( con mồi), Con mồi ở giữa 2 chân đèn

Mạch điện của đèn huỳnh quang nói trên nói cụ thể là mạch mắc nối tiếp 3 phần tử: tăng pô (cuộn tăng áp) - đèn ống - tắc te Trình tự mắc như đã nói ở trên, tức làmắc nối tiếp, nhưng tắc te xen giữa 2 sợi tóc đèn Tắc te ở đây đóng vai trò cái đóng ngắt điện tự động

Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng điện, có dòng chạy qua mạch nối tiếp trên (vì starter là một bóngneon cho phép dòng điện chạy qua khi điện áp>160V) làm nóng starter Lưỡngkim trong starter nóng lên làm hở mạch điện, điện áp trên 2 đầu đèn sẽ tăng độtngột lên >400V(vì tăng phô là cuộn cảm sẽ tạo áp cao khi ngắt nguồn đột ngột).Điện áp cao trên 2 đầu đèn làm phóng điện qua đèn Dòng điện qua đèn tạo thànhion tác động lên bột huỳnh quang làm đèn phát sáng Sau khi đèn sáng, điện áptrên 2 đầu đèn giảm còn khoảng 40 V, starter không hoạt động nữa Dòng điệnqua đèn bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô

Nói chi tiết hơn:

Bóng đèn huỳnh quang là một ống thủy hai đầu có 2 sợi tóc bóng đèn (sợi vonfram) Người ta rút chân không làm cho trong bóng chỉ còn một lượng khí nhỏ, pha thêm vào đó một ít khí hiếm (khí trơ - ví dụ Agon) Với các loại khí trơ khác nhau sẽ tạo ra các màu sắc khác nhau Khi đóng nguồn, có dòng điện chạy qua các sợi tóc đèn làm chúng nóng lên, phát xạ các điện tử thành dạng đám mây bao quanh tóc bóng đèn Ban đầu phải cần có một điện áp cao tạo chênh áp khá lớn giữa 2 đầu cực để sinh một điện trường trong ống hút đám mây điện tử tạo ra dòng điện (điện tích âm sẽ chuyển động ngược hướng trong điện trường này ức bịhút về cực có thế dương hơn) Ban đầu dòng điện tích âm trong ống khí kém còn

tương đối nhỏ, sau tăng dần lên do hiện tượng các luồng điện tích âm di chuyển

va chạm với các phân tử khí hiếm trong ống làm các phân tử này bị ION hóa làm tăng mật độ điện tích trong ống Dòng điện tăng vọt theo kiểu thác đổ, đến khi điện dẫn giữa 2 cực đèn ống đạt cực đai (hay điện trở khí tụt đến cực tiểu - ta tạm coi gần đúng bằng 0 ôm) Lúc này không cần duy trì điện áp cao giữa 2 cực đèn ống nữa mà dòng điện vẫn được duy trì Điện áp cao cần được "tắt" đúng lúc - nếu không còn làm hiện tượng ION hóa diễn ra quá mạnh cháy đèn

Nhưng bằng cách nào để tạo ra điện áp cao giữa 2 cực đèn ống? Rồi bằng cách nào để cắt điện áp cao đúng lúc? Hơn nữa các quá trình đó phải tự động không cần đến con người (bạn thấy đấy ta chỉ cần bất công tắc, đèn sau đó nháy nháy vài cái rồi tự sáng bừng lên!)

Để tạo được các quá trình điều khiển trên, người ta dùng một cuộn dây có điện kháng L rất lớn, ta gọi đây là cuộn tăng pô hay tăng áp Do cuộn L được mắcnối tiếp với tắc te - vốn là một tiếp điểm nhiệt - nên khi ta cắm mạch điện trên vàonguồn điện thì "quá trình quá độ" sau sẽ xảy ra: Khi đóng điện qua mạch nối tiếp trên, tiếp điểm nhiệt của tắc te nóng len và dãn nở làm lá tiếp điểm tách ra ngắt mạch điện Do dòng qua cuộn L đột ngột bị cắt, nên trong cuộn L sinh ra một sức điện động tự cảm (SĐĐTC)có chiều sao cho tạo ra một dòng điện tự cảm có chiềucùng chiều với dòng điện của mạch trước lúc ngắt mạch Điện cảm L càng lớn, hiện tượng cắt mạch càng đột ngột thì SĐĐTC sinh ra càng lớn Lúc này hình thành một điện áp cao giữa 2 đầu bóng đèn neon Tiếp sau đó khi tắc te ngắt ra, látiếp điểm nguội đi và lại đóng lại, lúc này mạch nối tiếp lại được nối thông trở lại,dòng điện qua tắc te làm nó nóng lên tiếp tục bị ngắt ra, SĐĐTC lại được sinh ra giữa 2 đầu cực bóng neon Sau một vài lần phóng điện hiện tượng ION hóa khí kém trong ống neon đủ tạo ra dòng điện thác làm điện trở giữa 2 đầu ống neon giảm xuống bằng 0 ôm, làm ngắn mạch 2 đầu tắc te (bạn nhớ lại mạch nối nhé) Kết quả dòng điện qua tắc te = 0, tắc te không bị đốt nóng nữa do đó không còn đóng cắt (mà ở trạng thái nguội, tiếp điểm tắc te đóng liên tục) Do trạng thái đóng ngắt mất đi, dẫn tới SĐĐTC trên cuộn L không tạo ra nữa Lúc này cuộn L chỉ còn là một điện kháng thuần bình thường nối tiếp trong mạch điện Quá trình khởi động nói trên gọi nôm na là quá trình "mồi" Khi cắt công tắc nguồn thì dòngđiện qua ống neon mất, đèn tắt Nếu muốn đèn sáng trở lại cần bật công tắc nguồn

và bắt đầu trở lại quá trình "mồi" như đã nói

Mach điện nói trên là mạch điện cơ bản nhất Sau này người ta đã tạo ra các điện áp cao để mồi bằng các tăng pô điện tử Các tăng pô này tạo ra các xung

kích phát biên độ cao bằng các bộ dao động tạo xung vuông Bạn nắm nguyên lý

cơ bản hoạt động của đèn ống và có thêm một chút kiến thức kỹ thuật điện tử là

có thể nắm được nguyên lý và cách mắc các bộ đèn cải tiến nói trên thôi Hơn nữa, trên bộ tăng áp điện tử bao giờ cũng vẽ mạch nguyên lý đấu nối rất rõ ràng.Một số ví dụ đấu sai mạch:

Hình 2

Hình 3

Trường hợp này khi tắt công tắc thì bóng vẫn nhá 1 đầu =>Bóng đèn sẽ bị cháy

Các loại đèn huỳnh quang nhiều màu sắc, kiểu dáng

Quá trình này tỏa nhiệt sẽ làm thủy ngân trong ống hóa hơi Khi các

electron và ion di chuyển trong ống, chúng sẽ va chạm vào các nguyên tử khí thủy ngân Những va chạm này sẽ làm các nguyên tử thủy ngân phát xạ ra các photon ánh sáng cực tím tức là các tia tử ngoại mà mắt thường không thấy được

Do đó, loại ánh sáng này cần phải được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy để

thắp sáng bóng đèn và đây chính là nhiệm vụ của lớp huỳnh quang trong ống.

Khi những tia cực tím này va chạm vào mặt trong bóng đèn, nó sẽ làm cho các nguyên tử phốt pho giải phóng ra các hạt photon dạng tia hồng ngoại với ánh sáng trắng mắt thường có thể thấy được mà không sinh ra nhiệt lượng lớn Các nhà sản xuất có thể thay đổi màu sắc của ánh sáng bằng cách sử dụng các hợp chất huỳnh quang khác nhau

Trong các loại bóng đèn sợi đốt, chúng cũng phát ra một ít tia tử ngoại nhưng không được chuyển đổi sang tia hồng ngoại như cơ chế của đèn huỳnh quang Đồng thời các đèn sợi đốt cũng tỏa nhiệt nhiều hơn bởi các sợi tóc nóng sáng do đó làm lãng phí năng lượng Chính vì vậy, một bóng đèn huỳnh quang cóhiệu suất phát sáng hiệu quả hơn một bóng đèn sợi đốt thông thường từ 4-6 lần với tuổi thọ khoảng 8.000 giờ

II QUẠT ĐIỆN

II.1 Giới thiệu

Quạt điện hay Quạt máy là một thiết bị dẫn động bằng điện được dùng để tạo

ra các luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho con người (nhất là giảm sức nóng của

cơ thể, hạ nhiệt, giúp con người cảm thấy mát), thông gió, thoát khí, làm mát,hoặc bất kỳ tác động liên quan đến không khí trong môi trường sống

Khi hoạt động, quạt điện gồm các cánh quạt xoay nhanh tạo ra các dòng khí.Các nhà sản xuất thiết kế mỗi quạt điện có nhiều mức độ quay khác nhau từ mứccao nhất đến mức thấp nhất Nguyên lí hoạt động của quạt điện được tận dụng rất

nhiều trong đời thường, chẳng hạn như phong tốc kế (thiết bị đo gió) và tuốc bingió thường được thiết kế tương tự như quạt điện.

Một số ứng dụng tiêu biểu nhất bao gồm điều hòa không khí, hệ thốnggiảm nhiệt độ, tiện ích của con người (như quạt bàn điện), thông gió (như quạthút thải khí), sàng lọc (như dùng để tách các hạt ngũ cốc), loại bỏ bụi (như máyhút bụi) Con người thường dùng quạt điện để làm khô quần áo, tóc, đồ dung,

Tính năng vượt trội của quạt điện đã làm cả thế giới phải ngã phục, và cómột số đại văn hào, nhà văn đương thời đã trích dẫn quạt điện Họ ca ngợi cácmẫu thiết kế của những chiếc quạt đương thời và có cả một sự thay đổi lớn trongtính an toàn, bảo vệ người sử dụng như chiếc lồng quạt của loại thông gió do nhàthiết kế người Thụy Sĩ Carlo Borer phát minh

II.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

II.2.1 Cấu tạo.

- Roto: Phần quay

II.2.2 Nguyên lý hoạt động:

Khi cho dòng điện vào quạt thì từ trường tạo bởi hai cuộn chạy và cuộn đềhợp thành từ trường quay nhờ sự lệch pha gữa hai dòng điện trong hai cuộn Từtrường quay này tác động lên roto làm phát sinh dòng điện ứng chạy trong roto

Dòng điện ứng dưới tác dụng của từ trường quay tao ra moment quay làmquay roto theo chiều từ trường quay

Tốc độ quay của quạt được xác định:

Trong đó: n=60f/p

f: tần số dòng điện của nguồn điện p: Số cặp cực từ.

II 2.3 Sơ đồ đấu dây quấn của quạt.

a Đấu các cuộn tạo thành từ cực thật

b Đấu các cuộn tạo thành từ cực giả.

Trong cách đấu này các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau Nhưng giữahai cuộn kế tiếp phải chừa trống ít nhất một rãnh và được nối tiếp thuận chiềunhau để tạo các từ cực cùng dấu Khoảng trống xen kẻ là các từ cực giả khác dấuvới từ cực của cuộn dây Cách đáu tạo từ cực giả số cuộn dây chỉ bằng 1/2 số từcực

Bộ điều chỉnh tốc độ Quạt trần

- Quạt trần có thể đấu dây theo từ cực thật và từ cực giả.

- Quạt trần điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm điện áp đặc vào động cơ quạt

Có rất nhiều cách giảm điện áp đưa vào động cơ quạt, nhưng thông thường người

ta dùng cuộn cảm kháng Khoảng sụt áp trên cuộn cảm kháng không quá 30%điện áp nguồn Nếu cao hơn, sẽ làm quạt chạy quá chậm và phát nhiệt

II.3.1 Pan về cơ

- Bạc bị mòn, cốt trụ bị mòn là nguyên nhân quạt gây tiến ồn và phát nhiệt.Nếu bạc mòn quá thì quạt không chạy

- Sự chuồi roto do cốt trục lỏng làm quạt chạy mau nóng dễ cháy bộ quấn dây

- Quạt không xoay qua lại được, do bánh răng bộ phận xoay bị mòn, khuyết

- Quạt không chạy do roto bi kẹt cúng, bụi bẫn và dầu mỡ kẹt gữa roto vàstato làm quạt quay chậm lại

- Có tiếng khua lạ, cánh quạt gió cọ vào lồng bảo vệ

II.3.2 Pan về điện

a) Chạm masse

Thường gây hiện tượng giật cho người sử dụng

- Dây quấn chạm vào mạch từ stato

- Dây dẫn điện vào chạm vào phần kim loại của quạt Lưu ý nơi dây di xuyênqua

- Lớp cách điện bị ẩm hoặc bị lão hoá do bị nóng lâu ngày làm hoa mòn thanhthan

Phải quấn lại toàn bộ

b) Quạt không chạy hoặc lúc chạy lúc không.

- Dòng điện vào quạt bị gián đoạn, xem lại từ nguồn điện, hở mạch trênđường dây dẫn vào

- Hở mạch trong dây quấn, có thể do sự kéo căng dây nối làm đứt dây

- Tụ điện sắp hỏng hoặc hỏng do bị khô, bị nối tắt thì phải thay tụ mới

c) Quạt quay ngược chiều

- Do đấu dây sai, lưu ý dây nguồn nối đến tụ điện

c) Quạt vận hành bị nóng

- Quấn dây chưa đúng số liệu và mạch từ xấu

- Bạc thau bị mòn hoặc bị ma sát lớn

III MÁY BƠM NƯỚC

III.1 Khái niệm và phân loại máy bơm nước

III.1.1 Khái niệm máy bơm nước

Máy bơm nước trục ngang.

Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài (cơnăng, điện năng, thủy năng vv ) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờvậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệthống đường ống