电工电子技术课程设计之家庭电路设计要点

1、 电工电子实验中心题目家庭照明电路设班级装控 11-1学号111111111姓名查指导教师进昌时间2013.3.4-3.121目录一、设计目的3二、家庭照明电路组成部分的功能和安装要求3三、设计的总体思路6四、照明电路设计8五、阳台灯的自动控制系统9六 估计用电器用电线量及预算12七 设计总结132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

2、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、漏电开关、 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。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。3、漏电开关3漏电开关保护主要作用是解决漏电问题 （相线流出多少电流

3、， 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） 。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

4、，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。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

5、中， 当过载或短路电流通过熔体时， 熔体4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。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

6、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。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（ ra100）、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

7、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5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。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（

8、三孔） 。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

9、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，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6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，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

10、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。厨房：布 2支路线：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。阳台：布 2 支线路：包括电源线、照明线。卫生间：布 2 支线路：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。7四、照明电路设计1 、照明电

11、路原理图：家庭动力照明配电箱及电表漏电开关客厅房间 1房间 2厨房卫生间阳台b 灯泡bbb灯泡插座灯管灯管灯泡灯泡插座灯管备用插座灯管插座插座插座2、家庭照明元件布局图a3.5ma5maaaaab门窗户灯泡电箱及电表门灯管房4.5m4m灯管间 1开关厨房1.5maab灯泡阳 3m台开关a插座插座开关a灯管a门aa门3m开关客门插座开关开关厅3.5m卫 生灯泡b窗户灯泡b间备用插座灯管插座aaa aa2m5ma房窗户5m间 2插座aa3m8火线：零线：3 电器元件说明：灯泡： b ；开关和电源插头：；灯管：；开关：；电源装置（电表或空气开关） ：。五、阳台灯的自动控制系统：白天不亮，晚上感应到人

12、自动点亮，离去后自动熄灭。电路工作原理该感应式延时照明灯电路由电源电路、 光控电路、单稳态触发器和控制执行电路组成 , 如图所示 .电路中 , 电源电路由降压电容器 c1、电阻器 r1、整流二极管 vd1、v d2 , 滤波电容器 c2和稳压二极管 vs组成 ; 光控电路由电位器 rp1、rp2、红外发光二极管 vl和红外接收光敏晶体管 v组成 ; 单稳态触发器由时基集成电9路 ic, 电位器 rp2、rp3和电容器 c3、c4组成 ; 控制执行电路由电阻器 r2 和晶闸管 vt组成 . 交流 220v电压经 c1 降压、vd1和 vd2整流、c2滤波和vs稳压后 , 为光控电路和单稳态触发器

13、提供 +12v工作电源 .平时 ( 无人靠近感应式延时照明灯时 ), 红外接收光敏晶体管 v 因接收不到 vl 发出的红外光而处于高阻状态 c因 2 脚为高电平而处于稳态 ,3 脚输出低电平 ,vt 处于截止状态 , 照明灯 el 不亮 .当有人靠近该感应式延时照明灯时 , 人体将 vl 发射的红外光线反射回来,v 接收到被人体反射回来的红外光后导通 , 变为低阻状态 , 使 ic 的 2 脚由高电平变为低电平 , 使 ic 内电路翻转 , 由稳态变为暂态 ,3 脚由低电平跳变为高电平 , 使 vt 受触发而导通 , 将 el 点亮 . 与此同时 , 延迟电容器 c4通过 ic 的 7 脚内部

14、的放电电路快速放电 , 使 ic 的 6 脚、7 脚变为低电平 . 随后,+12v 电压又通过 rp3对 c4 充电 , 使 c4 两端电压不断上升 . 当 c4 充满电、ic 的 6 脚电压上升至 8v以上时 ( 约 20min 左右 ), 单稳态触发器翻转 ( 由暂态恢复为稳态),ic 的 3 脚变为低电平 ,vt 截止 ,el 熄灭 .调整 rp3的阻值 , 改变 c4 的充电时间常数 , 从而改变照明灯延时点亮的时间 .元器件选择r1选用 1/2w金属膜电阻器 ;r2 选用 1/4w 金属膜电阻器 .rp1一 rp3均选用密封式可变电阻器.c1选用耐压值为 400v以上的涤纶电容器或

15、cbb电容器 ;c2 选用耐压值为 25v的铝电解电容器 ;c3 选用独石电容器 ;c4 选用耐压值为 16v的铝10电解电容器 .vdi 和 vd2均选用 1 n4007 型硅整流二极管 .vs选用 1n4742(1w、12v)型硅稳压二极管 .vl 和 v 选用 tlp947 型一体化红外发射 / 接收头 , 使用时应加装滤色片、以防止误触发 .,ic 选用 ne555型时基集成电路 .vt选用 mcr100-6型晶闸管 .el 选用 40 一 loo w 的白炽灯泡 .电路调试调试时 , 先将 rpl 一 rp3的阻值调至最大 . 接通电源后 , 调整 rp1 的阻值 , 使 vl 的工

16、作电流为 loma左右 . 再调整 rp2的阻值 , 使 v两端电压为 9v 左右 .r1 560k 0.5wvd2+12velc1 0.47u40100wb400vrp1vtvd1vs2k4r2 680tlc336arp21n40071w 12v100k32ic220v0.25wne5551c2470uvvltl947感应式照明灯电路11六 估计用电器用电线量及预算所选电路元件及灯具：属 品牌型号外观数量单价性名称（元）电能表正泰dd862-黑 2.5a黑色176.00漏电开关施耐德ea9rn2c5030c淡黄色190.50插座欧奔e8039白色53.00开关西门子5ta0 201-1cc1

17、白色68.80荧光灯欧普mx873-y21z白色46.50h型灯管欧普ydw55-h白色420.00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。规格品牌型号外观单价数量6 平方熊猫bv6平方红色264.001（50m）6 平方熊猫bv6平方蓝色264.001（50m）2.5 平方熊猫bv2.5 平方红色237.001（100m）2.5 平方熊猫bv2.5 平方蓝色237.001（100m）1.5 平方熊猫bv1.5 平方红色148.001（100m）121.5 平方熊猫bv1.5 平方蓝色148.001（100m）预算：电能表： 176.00=76.00 （元）漏电开关： 190.50=90.50 （元）插座： 53.00=15.00 （元）开关： 68.80=52.80 （元）荧光灯： 46.50=26.00 （元）h型灯管： 420.00=80.00 （元）电线： 2264.00+223