电工电子技术课程设计之家庭电路设计要点

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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2013.3.4-3.12

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 (13)

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

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，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，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，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体

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（Ra＝100）、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

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（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

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。

四、照明电路设计

1、照明电路原理图：

2、家庭照明元件布局图

火线：零线：

3电器元件说明：

灯泡：B

；

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

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

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的工作电流为lOmA左右.再调整RP2的阻值,使V两端电压为9V左右.

感应式照明灯电路

六 估计用电器用电线量及预算

所选电路元件及灯具：

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。

预算：

电能表：1×76.00=76.00（元）

漏电开关：1×90.50=90.50（元）

插座：5×3.00=15.00（元）

开关：6×8.80=52.80（元）

荧光灯：4×6.50=26.00（元）

H型灯管：4×20.00=80.00（元）

电线：2×264.00+2×237.00+2×148.00=1298.00（元）

总计：

76.00+90.50+15.00+52.80+26.00+80.00+1298.00=1638.3（元）

七设计总结

这次课程设计让我最大的体验是：设计工作确实有点累！但是却从中收获了许多，让我们所学应用到实践当中去。一个电路设计要首先规划好房间电器布局，然后从布局来安排元件的位置，接着设计一些电器的电路，让一些电路元件有足够的预留空间，最后进行电线及电器元件用量的大概估算，还有电路设计的简单预算。以上是我个人通过这次设计的一些经验总结，希望有机会能更加详细的了解电路设计的相关内容。