BÙI VĂN HỒNG GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN CƠ BẢN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******************* TS. BUØI VAÊN HOÀNG GIÁO TRÌNH NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH – 2014 LỜI NÓI ĐẦU Thực hành Điện cơ bản là một trong những môn học chính trong chương trình đào tạo các ngành thuộc khối kỹ thuật nói chung và chuyên ngành Điện – Điện tử nói riêng ở mọi bậc học. Các kiến thức và kỹ năng của môn học này rất cần thiết cho các công nhân, kỹ sư đang làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật, và là nền tảng cơ bản giúp cho các bạn sinh viên học tốt các môn học khác của chuyên ngành. Giáo trình được biện soạn theo đề cương CDIO trong chương trình đào tạo 150 tín chỉ do trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.
HCM biên soạn và chuẩn hóa. Trong giáo trình này, thông qua các bài tập thực hành, chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn đọc những kiến thức, kỹ năng cơ bản trong lĩnh vực điện như: - An toàn trong sử dụng điện - Hướng dẫn sử dụng các dụng cụ của người thợ điện - Lắp đặt điện trong sinh hoạt và trong công nghiệp - Vận hành động cơ điện xoay chiều một pha - Vận hành động cơ xoay chiều ba pha bằng khởi động từ - Khảo sát và vận hành máy cắt hạ áp Các nội dung trên được trình bày cụ thể, quy trình rõ ràng, gắn liền với thực tế rất phù hợp với các bạn sinh viên mới học điện thuộc khối ngành kỹ thuật như: Điện, Điện tử, Tự động hóa, Cơ khí, Xây dựng,… và các bạn đọc có quan tâm. Với mong muốn thông qua cuốn giáo trình này, bạn đọc có thể tự mình rèn luyện các kiến thức và kỹ năng cơ bản về lĩnh vực điện, nên chúng tôi đã cố gắng trình bày các nội dung từ dễ đến khó, lý thuyết ngắn gọn, thực hành theo quy trình cụ thể. Tuy nhiên, giáo trình khó tránh khỏi những hạn chế nhất định, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của bạn đọc.
Thư góp ý xin gởi theo địa chỉ e-mail: hongbv@hcmute. Xin trân trọng cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, 03/2014 Tác giả 3 4 MUÏC LUÏC LỜI NÓI ĐẦU 3 MỤC LỤC 5 Bài 1. Thực hành an toàn điện và sử dụng thiết bị thực tập 7 Bài 2.
Thực hành nối dây dẫn và dây cáp 25 Bài 3. Thực hành lắp bảng điện 37 Bài 4. Thực hành lắp mạch điện chiếu sáng theo sơ đồ nguyên lý 53 Bài 5. Thực hành lắp mạch điện chiếu sáng đi dây trong ống 77 Bài 6.
Thực hành tính toán lắp đặt mạch điện chiếu sáng một pha trong sinh hoạt 91 Bài 7. Thực hành tính toán lắp đặt mạch điện ba pha công suất nhỏ 109 Bài 8. Thực hành vận hành động cơ điện một pha rotor lồng sóc 129 Bài 9. Thực hành vận hành động cơ điện ba pha rotor lồng sóc 141 Bài 10.
Thực hành khảo sát và vận hành máy cắt hạ áp 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO 187 5 6 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1 THỰC HÀNH AN TOÀN ĐIỆN VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỰC TẬP 1. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này, người học đạt được: - Xác định được các nội quy của xưởng thực hành - Trình bày được nguyên nhân gây điện giật và các biện pháp an toàn khi sử dụng điện - Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị thực tập - Thực hiện đúng quy trình và nguyên tắc an toàn 2. NHIỆM VỤ THỰC HÀNH 2. Tìm hiểu kiến thức lý thuyết của bài thực hành 1.
Nội quy xưởng thực hành 2. Các biện pháp an toàn khi sử dụng điện 3. Chức năng của các dụng cụ điện cầm tay 2. Thực hành theo quy trình 1.
Quy trình sơ cứu người bị điện giật 2. Quy trình sử dụng đồng hồ vạn năng và ampe kẹp 3. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC CẦN THIẾT Phương tiện dạy học tối thiểu cho một nhóm (2 – 3 sinh viên) Chủng loại – quy cách Số STT Đơn vị lượng Ghi chú kỹ thuật 1 Kìm cắt Chiếc 01 2 Kìm vạn năng Chiếc 01 3 Kìm bấm đầu code Chiếc 01 4 Kìm mỏ nhọn Chiếc 01 7 5 Kìm đầu tròn Chiếc 01 6 Vít dẹp Chiếc 01 7 Vít pake Chiếc 01 8 Đồng hồ VOM Chiếc 01 9 Thước kẹp Chiếc 01 10 Thước palme Chiếc 01 11 Thước lá nhôm Chiếc 01 12 Kéo cắt giấy Chiếc 01 13 Càlơ 10 Chiếc 01 14 Dao nhỏ Chiếc 01 15 Bút thử điện Chiếc 01 16 Máy quấn dây Chiếc 01 17 Búa sắt Chiếc 01 18 Búa cao su Chiếc 01 19 Mỏ hàn cán gỗ Chiếc 01 4. KIẾN THỨC LÝ THUYẾT CỦA BÀI THỰC HÀNH 4.
Nội quy xưởng thực hành Sinh viên thực hiện đúng các nội của xưởng thực hành sau: - Vào xưởng đúng giờ, mang bảng tên, mặc đồ đồng phục và bảo hộ lao động theo quy định. - Thực hiện đúng hướng dẫn của giảng viên về vận hành máy móc, thiết bị, sử dụng dụng cụ thực hành trong xưởng. - Không tự ý khởi động, vận hành các loại máy móc, thiết bị trong xưởng khi chưa được sự hướng dẫn của giảng viên. - Không tự ý rời khỏi vị trí làm việc được phân công.
- Không được sử dụng điện thoại, hút thuốc, uống rượu, sử dụng các chất kích thích, hoặc ăn uống trong giờ học. - Nhóm trưởng có nhiệm vụ nhận và kiểm tra dụng cụ, thiết bị trước và sau giờ thực hành. 8 - Cuối buổi thực hành phải vệ sinh nhà xưởng và máy móc thiết bị sạch sẽ. Dụng cụ, thiết bị, máy móc và vật tư phải để đúng nơi quy định.
- Thực hiện tốt các quy định về an toàn lao động và phòng chống cháy, nổ tại xưởng. - Kính trọng, lễ phép với giảng viên và khách tham quan. Đoàn kết, giúp đỡ bạn bè trong lớp cùng học tập tiến bộ. - Những trường hợp sau đây sẽ không được vào lớp học: + Đến xưởng quá trễ so với quy định + Trang phục không đúng quy định, không có bảng tên + Người có hơi rượu, bia + Sử dụng nhiều lần điện thoại trong giờ học + Mang theo hung khí, chất gây cháy nổ và gây nguy hại khác, … 4.
An toàn trong sử dụng điện 4. Những nguy hiểm, tai nạn do dòng điện gây ra 4. Điện giật - Điện giật chiếm phần lớn trong tai nạn điện và có khả năng gây ra chết người với tỷ lệ cao. Tiếp xúc trực tiếp với phần tử dẫn điện 9 - Điện giật do tiếp xúc với phần tử dẫn điện trong các trường hợp sau: + Tiếp xúc trực tiếp: Cơ thể người tiếp xúc trực tiếp với các phần tử dẫn điện (hình 1.1) + Tiếp xúc gián tiếp: Cơ thể người tiếp xúc với vỏ của máy móc bị nhiễm điện (hình 1.2) + Tiếp xúc điện áp bước: Bước chân người đi vào vùng đất bị nhiễm điện (hình 1.3) - Dòng điện qua cơ thể sẽ gây kích thích các mô kèm theo co giật cơ ở các mức độ khác nhau: + Cơ bị co giật nhưng không bị ngạc + Cơ bị co giật, người bị ngất nhưng vẫn duy trì được hô hấp và tuần hoàn + Người bị ngất, hoạt động của tim và hô hấp bị rối loạn + Chết lâm sàng (không thở, hệ tuần hoàn không hoạt động).
Tiếp xúc gián tiếp với phần vỏ dẫn điện của thiết bị 4. Chấn thương do điện - Chấn thương do điện là sự phá hủy cục bộ các mô của cơ thể do dòng điện hoặc hồ quang điện gây ra. Các chấn thương do điện như: + Bỏng điện: bỏng gây nên do dòng điện qua cơ thể con người hoặc do tác động của hồ quang điện, một phần do bột kim loại nóng bắn vào gây bỏng. 10 + Co giật cơ: khi có dòng điện qua người, các cơ bị co giật.
+ Viêm mắt do tác dụng của tia cực tím. P A B P VB VA VP Hình 1. Tiếp xúc với điện áp bước 4. Cháy nổ và hỏa hoạn Sự cố này thường xảy ra do chập điện hoặc sử dụng điện không đúng yêu cầu, dẫn đến cháy dây dẫn điện, phát nhiệt cao tại các mối nối và các đầu tiếp xúc điện gây cháy nổ khi nguồn nhiệt tiếp xúc với vật liệu dễ cháy.
Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người - Khi tiếp xúc với phần tử mang điện, dòng điện sẽ xuất hiện và tác dụng vào cơ thể người. - Về bản chất, dòng điện qua người chính là yếu tố vật lý trực tiếp gây ra tổn thương cho con người khi bị điện giật. - Mức độ nguy hiểm của điện giật tùy theo: + Biên độ dòng điện (trị số dòng điện) + Tần số dòng điện + Đường đi của dòng điện 11 + Thời gian tồn tại điện giật + Tình trạng sức khỏe (hoàn cảnh xảy ra tai nạn và phản xạ của nạn nhân). Ngưỡng giá trị dòng điện Ing giới hạn gây tác hại lên cơ thể người Tác hại đối với người Ing (mA) Điện xoay chiều, f = (50 – 60) [Hz] Điện một chiều DC 0,6 – 1,5 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác 2–3 Tê tăng mạnh Chưa có cảm giác 5–7 Bắp thịt bắt đầu co Đau như bị kim đâm 8 – 10 Tay khó rời vật có điện Nóng tăng dần Tay khó rời vật có điện, bắt đầu khó 20 – 25 Bắp thịt co và rung thở Tay khó rời vật có 50 – 80 Tê liệt hô hấp, tim bắt đầu đập mạnh điện, khó thở Nếu kéo dài với t ≥ 3 [s] thì tim 90 – 100 Hô hấp tê liệt ngừng đập 4.
Các phương pháp bảo vệ tránh điện giật 4. Nguyên tắc bảo vệ an toàn ba lớp a. Bảo vệ cơ bản - Bảo vệ thông qua thiết kế lắp đặt hệ thống, các thiết bị nhờ cách điện và khoảng cách không khí, rào chắn để tránh tiếp xúc với các phần tử mang điện. Bảo vệ gián tiếp - Khi không chủ động tránh khỏi việc tiếp xúc với các phần mang điện, thì cần có các thiết bị bảo vệ bổ sung để có thể tự động ngắt mạch khỏi nguồn điện khi sự cố xảy ra.
Bảo vệ trực tiếp - Khi bảo vệ gián tiếp chưa bảo đảm, mức độ bảo vệ có thể được tăng cường bằng các thiết bị bảo vệ có độ nhạy cao hơn hoặc sử dụng các thiết bị chống dòng rò là giải pháp cho vấn đề này (hình 1. 12 Bảo vệ cơ bản Bảo vệ gián tiếp Bảo vệ trực tiếp Hình 1. Mô hình về an toàn theo nguyên tắc bảo vệ ba lớp 4.