电工电子设计性实验报告.docx

电工电子设计性实验报告.docx

《电工电子设计性实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子设计性实验报告.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电工电子设计性实验报告

广东石油化工学院电工电子实验中心

题目：

家庭照明电路设计

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

张锋

时间：

2013.3.4-2013.3.10

目录

一设计的目的…………………………………………………。

二、所设计产品的功能、要求…………………………………。

三设计的总体思路……………………………………………。

四电路的功能框图……………………………………………。

五、各部分电路的设计、元件选择、元件计算关键元件说明、……………………………………………………………。

六、预算………………………………………………………。

七、总结………………………………………………………。

八、参考文献…………………………………………………。

家庭照明电路设计

一、设计的目的

1、了解家庭电路的基本原理，巩固和加深理解在电路课程中所学的理论知识和实践技能。

2、提高节能环保意识并运用到家庭电路中，培养自己的经济环保型的生活习惯。

3、学会运用图书馆和网络查阅相关资料，了解家庭用电器的相关知识，培养独立分析与解决问题的能力。

4、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,并学会用CAD等软件来正确开绘制电路图。

5、体验设计过程并分析自己的收获与不足，对自己提出改良的意见。

二、所设计产品的功能、要求

1、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。

2、电机控制电路系统：

可以实现可控延时的正反转。

电机功率1KW以下。

自行选择电机型号和控制电路中元件的型号。

3、客厅灯电路系统：

客厅灯（12盏灯）有三种模式1每次开灯自动进入省电模式，每次点亮四分之一，关灯后再次开启点亮另四分之一，循环。

2普通模式，每次点亮二分之一，3读书模式，全部点亮。

4、自来水开关控制系统：

设计一种楼道内使用的由声、光控制的节能电路。

具体要求如下：

（1）、需要用水时，自动打开开关

（2）、打开自来水一段时间后，自动关闭。

（3）、电路能调节自来水打开的时间。

5、进户线：

一根叫火线（三相四线电路中的某一根相线，俗称火线），另一根叫零线（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），火线和零线之间有220V电压，它们构成庭电路的电源（火线和大地有220V电压，零线和大地没有电压）． 

6、电能表：

其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能，装在干路上，电能表的铭牌标有额定电压U和正常工作电流 I，家庭电路中正常工作时用电器最大电度表分单相电度表、三相三线有功电度表及三相四线有功电度表等，生活照明用的是单相电度表。

电度表容量选择太大或者太小，都会造成计量不准，而容量选择太小，还会烧毁电度表。

电度表的规格以标定电流的大小划分，有1A、2A、2.5A、3A5A、10A、15A、30A等。

标定电流表示电度表计量电能时的标准计量电流，额定最大电流是指该表可在一定时间内超载运行的最大电流值，因此，额定最大电流又表明了电度表的过载能力。

选择的电度表可按其额定最大电流来考虑使用容量。

总功率P=UI。

7、漏电保护器：

漏电保护器又叫漏电保安器、漏电开关，是一种行之有效的防止人身触电的保护装置。

漏电保护器的原理是利用人在触电时产生的触电电流，使漏电保护器感应出信号，经过电子放大线路或开关电路，推动脱扣机构，使电源开关动作，将电源切断，从而保证人身安全。

漏电保护器对电气设备的漏电电流极为敏感。

当人体接触了漏电的电器时，产生的漏电电流只要达到10～30mA，就能使漏电保护器在极短的时间（如0.1s）内跳闸，切断电源。

一般情况下，应优先选择电流型漏电保护器。

单相220V电源供电的电气设备，应选用二极的漏电保护器。

漏电保护器的额定电流值不应小于实际负载电流。

一般家庭用漏电保护器可选额定工作电流为16～32A。

8、插座：

给可移动的家用电器供电，插座应并联在电路中，三孔插座中一个孔应接地．

9、开关：

可以控制所在支路的通断，开关应和被控制的用电器串联． 

10、用电器：

直接使用电能工作的器件，各个用电器应并联接入电路．电灯接入电路时灯座两个接线柱一个接零线、一个接火线，控制电灯的开关一定要安装在灯座与火线的连线上，这也是为了安全。

三、设计的总体思路

家里的构造是：

左上方一间是厕所，厕所有一个灯泡、一个开关、一个插座和一个自来水开关控制系统。

往左一间就是餐厅有一个20W的灯泡和开关、两个插座、最有上缴的厨房，同样有一个灯泡和一个插座另外还有一个插座在屋的上方用于抽油烟机。

餐厅往南边的是大厅中有12个灯泡，2个插座用于大功率电器例如：

电视、冰箱、音响等。

还有客厅灯电路系统用于12个灯泡的控制还有一个20A的空气带漏电开关。

大厅往右就是卧室，里面有一个灯泡两个插座盒一个开关，插座主要用于空调和电脑，同时卧室中总线先装一个20A的空气带漏电开关。

屋的最前方是个阳台，阳台有一个灯泡它是由阳台灯的自动控制系统控制：

白天不亮，晚上感应到人自动点亮，离去后自动熄灭。

家的屋后有一个电表用于对家里用电情况的计算。

同时得注意的有：

1、 导线的选配：

电线应选用2.5mm2以上的铜质绝缘电线或铜质塑料绝缘护套线，保险丝要使用铅丝，严禁使用铅芯电线或使用铜丝做保险丝。

施工时要使用三种不同颜色外皮的塑质铜芯导线，以便区分火线、零线和接地保护线，切不可图省事用一种或两种颜色的电线完成整个工程。

2、插座的安装：

强电与弱电插座保持50cm，强电与弱电要分线穿管。

（1）明装插座距地面应不低于1.8米。

（2）暗装插座距地面不低于0.3米，为防止儿童触电、用手指触摸或金属物插捅电源的孔眼，一定要选用带有保险挡片的安全插座。

（3）单相二眼插座的施工接线要求是：

当孔眼横排列时为"左零右火"；竖排列时为"上火下零"。

（4）单相三眼插座的接线要求是：

最上端的接地孔眼一定要与接地线接牢、接实、接对，决不能不接。

余下的两孔眼按"左零右火"的规则接线，值得注意的是零线与保护接地线切不可错接或接为一体。

（5）电冰箱应使用独立的、带有保护接地的三眼插座。

严禁自做接地线接于煤气管道上，以免发生严重的火灾事故。

（6）抽油烟机的插座也要使用三眼插座，接地孔的保护决不可掉以轻心。

（7）卫生间常用来洗澡冲凉，易潮湿，不宜安装普通型插座。

3、开关的装配：

开关安装要求距地面1.2－1.4米，距门框水平距离150－200毫米。

开关的位置与灯位要相对应，同一室内的开关高度应一致。

卫生间应选用防水型开关，确保人身安全。

4、灯具：

吸顶式日光灯、射灯的安装要考虑到通风散热（如整流器）防火安全事宜。

白炽灯的灯口接线应把相线即火线接在灯口芯上。

5、电表、漏电保护器的接线：

安装漏电保护器要绝对正确，诸如输入端、相线、零线不可接反。

应注意的是：

刀闸或磁保险万万不能舍去（安装磁卡电表的用户已规范，此项可略之）。

6、强、弱电穿管走线的时候不能交叉，要分开：

一定要穿管走线，切不可在墙上或地下开槽后明铺电线之后，用水泥糊死了事，给以后的故障检修带来"麻烦"。

另外，穿管走线时电视馈线和电话线应与电力线分开，以免发生漏电伤人毁物甚至着火的事故。

7、电气布线时：

暗管电视天线等）与电力照明线不能同管铺设，以避免使电视、电话的信号接收受到干扰。

敷设线路的面板联接端线应留出20~30cm的余地（即可以拉动）,以保证线路检修的方便。

铺设需用PVC管，明线铺设必须使用PVC线槽，这样做可以确保隐蔽的线路不被破坏。

在同一管内或同一线槽内，电线的数量不宜超过4根，弱电系统（包括电话线、网络线、）

四、电路的功能框图

五、各部分电路的设计、元件选择、元件计算关键元件说明、电路说明

（1）阳台灯的自动控制系统：

桥式整流电路：

二极管D2、D3、D4、D5组成。

其功能是将220V的交流市电转换为脉动直流电压。

整流电路的工作原理：

桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。

降压滤波电路：

阻R7、电容C2和稳压管D6组成。

电路中灯泡也起到了很重要的降压作用。

桥式整流电路输出的脉动直流电压经过R7限流降压，电容C2滤波，从而得到比较小的直流电压加到稳压管D6上，获得12V的直流电压，作为控制电路的直流电源。

声音信号输入电路：

驻极体话筒MIC、电阻R1、R2、R3、电容C1和三极管Q1组成。

驻极体话筒的基本结构是由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背电极）构成。

驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。

电容的两极之间有输出电极。

由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。

当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极板之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：

Q=CU

所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。

由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。

因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。

通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合，组成阻抗变换器。

声音信号输入电路的工作原理：

当没有声音时，三极管Q1工作在饱和状态，CD4011的2脚为低电平；当有声音时，声音信号经话筒MIC转换为电信号后经C1耦合至三极管Q1放大，Q1由饱和进入放大状态，其集电极由低电平转变成高电平并送入集成电路CD4011的2脚。

光信号输入电路：

电阻R4和光敏电阻RG组成。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。

在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。

为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。

构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。

半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。

光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。

当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。

入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小

延时控制电路：

在白天时，与非门U1A的输入端1脚为低电平，则3脚被锁定为高电平，与2脚的输入高低电平无关，所以电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮灭不受声音控制。

这时，门U1A的3脚输出的高电平经过门U1B、U1C、U1D三次反相后成低电平，晶闸管D7无触发信号不导通，灯不亮。

当在夜晚同时有声音信号时，与非门U1A的输入端1脚和2脚都为高电平，则其输出为低电平，再经与非门U1B反相输出高电平，通过隔离二极管D1给电容C3充电，当C3充电电压达到与非门U1C的阈值电平时，使与非门U1D输出高电平，通过R5触发可控硅D7使其导通，主回路便有较大的电流通过白炽灯使其发光。

当声音消失后，与非门U1A的输入端的2脚变为低电平，则其输出端为高电平，从而使与非门U1B输出为低电平，因D1的阻断作用，电容C2只能通过R5缓慢放电，经过大约1分钟下降到与非门U1C的阈值电压以下，使与非门U1D输出低电平，当交流电过零点时，可控硅自动关断，白炽灯熄灭。

延时时间理论值为：

t=2∏RC=2∏×10uF×1M≈62.8S

（2）客厅灯电路系统：

客厅灯（12盏灯）有三种模式1每次开灯自动进入省电模式，每次点亮四分之一，关灯后再次开启点亮另四分之一，循环。

2普通模式，每次点亮二分之一，3读书模式，全部点亮。

六：

预算

属性

名称

品牌

型号

外观

数量

单价（元）

备注

电能表

正泰

DD862-黑2.5A

黑色

1

78.00

漏电开关

施耐德

EA9RN2C5030C

淡黄色

1

165

开关插座

西门子

5UB0108-1CC1

雅白

4

17.80

插座

松下

E8039

雅白

6

10

开关

西门子

5TA0201-1CC1

雅白

8

8.80

大厅顶灯

飞利浦

烛型椒泡柔光蜡烛形节能灯

白色

12

33

40W

荧光灯

飞利浦节能灯

螺旋型5We14节能灯

暖白

5

46

电线

熊猫电线

平方BV单芯线100米/卷红蓝黄绿

红蓝黄绿

5

186

合计

1765.9元

八、总结：

通过这次课程设计使我更加了解电子电工对我们生活的重要性，也加深了我对对理论知识的了解，明白仅有理论知识是不足与应对生活的。

而却通过课程设计，使我明白统筹布局思维的作用使自己的思维更宽更广也知道在日后的生活中更注思考方式。

受益匪浅，感受良多！

九、参考文献

1黄秋姬;;高职《电工电子技术》课程教学改革探讨[J];职业;2011年18期

2张晖;杨坤;刘晶;;浅谈提高电工电子技术教学效果的方法[J];现代教育科学;2010年S1期

3臧桂美;;《电工电子技术》课程教学改革初探[J];中国校外教育;2011年11期

4刘海春;邢丽冬;“电工电子技术”课程教学中的专业特色教育[J];电气电子教学学报;2011年03期

、

、