Тема: «Паралельне і послідовне з’єднання електропроводів. Визначення собівартості електрифікації кімнати»

Мета: Сформувати поняття учнів про особливості застосування послідовного з’єднання споживачів і джерел електроенергії, про напругу;

ознайомити з паспортними даними побутових електроприладів;

розвивати уміння застосовувати електромонтажні інструменти при монтажі праски, виконувати креслення електричної схеми праски;

виховувати самостійність, акуратність.

ХІД УРОКУ

1. Вступна частина

1.1 Організаційний момент

Доброго дня діти. Сьогодні ми продовжимо говорити про тему послідовного і паралельного з’єднання, та спробуємо визначити собівартість матеріалів для електрифікації кімнати.

1.2 Обговорення теми

Ще порівняно недавно скручування була основним способом з’єднання проводів в домашньої електропроводки, а часто і у виробничих приміщеннях. В сучасних правилах пристрою електроустановок такий метод навіть не згадується, хоча на практиці він і зараз знаходить застосування.

Дуже надійний контакт забезпечує пайка, для підготовки до якої попередня скручування зовсім доречна і навіть необхідна для більшої площі контакту (враховуючи, що електропровідність припою нижче, ніж у споюваних матеріалів) і механічної міцності.

Для пайки необхідний паяльник потужністю 60 – 100 ватт. Спочатку потрібно зняти з ізоляцію проводів (на 4 – 5 см), зачистити їх дрібним наждачним папером і облудить, тобто покрити тонким шаром припою. Для мідних проводів можна використовувати звичайну каніфоль (тверду або у вигляді розчину) або спеціальні пастоподібні або рідкі флюси. Каніфоль і нейтральні безотмывочные флюси не вимагають подальшого видалення, т. к. не викликають корозії. Паяльну кислоту та інші активні флюси застосовувати небажано, їх залишки можуть викликати корозію дротів і навіть коротке замикання. Існують паяльні матеріали для алюмінію, але їх застосування не рекомендується.

Залужені дроту скручуються, потім ретельно зпаюють. Пайка повинна охолонути природним чином, без примусового охолодження, яке може призвести до тріщин у з’єднанні. Готову пайку зручно ізолювати термозбіжної трубкою відповідного розміру, яка при нагріванні щільно охоплює місце з’єднання. Це самий надійний спосіб з’єднання електричних проводів і кабелів як мідних, так і алюмінієвих. Інший варіант – звичайна ізоляційна стрічка, бажано не менше 3 шарів.

2. Основна частина

2.1 Розповідь вчителя

Іноді на практиці доводиться стикатися з необхідністю паралельного або послідовного з'єднання ламп розжарювання. Нерідко ця задача постає і в побуті, причому це стосується не тільки ламп в люстрі. Хтось може захотіти поліпшити освітленість на кухні, а кому-то в голову прийде світла думка продовжити термін служби лампи, замінивши її двома з'єднаними послідовно.

Давайте розглянемо, як здійснюються ці з'єднання, на що важливо звернути увагу, і яких принципів варто дотримуватися, виконуючи різні сполуки. На малюнках нижче будуть наведені прості і зрозумілі схеми.

2.2 Паралельне з'єднання ламп у побуті

При паралельному з'єднанні ламп, на кожну з них подається повне мережеве напруга, тобто фаза і нуль подаються безпосередньо на кожну з ламп паралельної ланцюга. І у випадку, якщо одна з ламп перегорить, інші будуть світити, бо їх ланцюга залишаться повністю цілими.

Паралельне з'єднання ламп використовується всюди в побуті. Наприклад: одна лампа знаходиться у ванній кімнаті, інша — в туалеті, і якщо включити світло і там і там, то ці лампи виявляться з'єднані між собою паралельно. Вимкнення або перегорання однієї з цих ламп ніяк не вплине на працездатність другий.

Коли необхідно поліпшити освітленість в приміщенні, додавши лампу до існуючої системи освітлення (замість того, щоб замінювати вже наявну лампу більш потужною), роблять відвід від проводки, і зазвичай на скрутку або клемником приєднують патрон освітлювального приладу другий лампи.

Тут немає нічого складного, досить відключити напругу живлення у всьому приміщенні, і здійснити підключення. Так ви отримаєте додаткове джерело світла.

Важливо, до речі, звернути увагу на те, щоб комутована вимикачем навантаження (освітлювальний прилад) завжди перебувала на нульовому проводі, і тільки при перемиканні вимикача в положення «вкл» — приєднувалася до фазі. У цьому вам допоможе викрутка — індикатор фази .

Зверніть увагу, на малюнку кожна з ламп паралельної ланцюга приєднана до основної проводці своїм проводом, так струмове навантаження на всі провідники виявиться розподілена рівномірно, і якщо перетин цих проводів підібрано правильно, то ні один з них не буде перегріватися навіть при тривалій роботі.

2.3 Послідовне з'єднання ламп у побуті

Справедливості заради можна відразу відзначити, що в побуті послідовне з'єднання ламп використовують дуже рідко. Хоча іноді люди вдаються до такого підходу, наприклад, якщо хочуть надійно запобігти передчасному перегорання ламп — з'єднують послідовно дві лампи однакової потужності, отримують гарантію, що навіть при сильних перепадах напруги в мережі обидві лампи залишаться цілими.

Таке послідовне з'єднання часто застосовують у під'їздах, коли щоб не міняти лампочку кожен сезон, просто встановлюють на стелі другий патрон на деякій відстані від першого, і в нього вкручують другу лампочку. Так, замість однієї на 60 Вт — дві послідовно за 95-100 Вт.

Лампи працюють не за 220 вольтах, а при 110 вольтах, таким чином вони завжди надійно захищені від струмового перевантаження, світять рівно і не мерехтять, як якщо б харчувалися через діод (так іноді роблять, щоб знизити середній струм через лампу).

На малюнку наведено варіант з'єднання ламп як у прикладі з під'їздом. Очевидно, що послідовне з'єднання виконується проводом однієї і тієї ж товщини, оскільки струм через послідовну ланцюг тече один і той же. Напруга 220 вольт подається на кінці «гірлянди», і якщо ламп дві, то на кожну лампу доводиться по 110 вольт (при умові що лампи однакової потужності!)

2.4 Відмінність кабелів і проводів в залежності від матеріалу жили

Жили проводів і кабелів спеціалізованого призначення можуть бути зроблені з різних металів, але головним чином в електротехніці використовують алюміній і мідь. У кожного з них є свої певні властивості, переваги і недоліки, які треба враховувати при підборі матеріалу жили для конкретної мети.

Алюмінієві жили

Винахід порівняно недорого способу видобутку алюмінію зробив переворот у глобальному розвитку електрифікації, адже за рівнем електропровідності цей метал стоїть на четвертому місці, пропускаючи вперед тільки срібло, мідь і золото. Це дозволило максимально здешевити виробництво проводів і кабелів і зробити загальну електрифікацію реальністю.

Такі електричні дроти і їх види виділяються низькою вартістю, хімічною стійкістю, високим рівнем тепловіддачі і маленькою вагою – вони визначали масовість електрифікації в промислових та побутових умовах протягом більш ніж півстоліття.

У світлі порівняно недавнього панування алюмінію на ринку проводів, людині недосвідченій може здатися дивним заборона використання цього матеріалу в побуті. Точніше не можна використовувати алюмінієві дроти перетином менше ніж 16 мм2, а це і є найпоширеніші з них для монтажу домашньої електропроводки. Зрозуміти, чому існує заборона на використання цих проводів можна ознайомившись з їх достоїнствами і недоліками.

+ ПЛЮСИ АЛЮМІНІЄВИХ ПРОВОДІВ

Легші мідних.
Значно дешевші.

– МІНУСИ АЛЮМІНІЄВИХ ПРОВОДІВ

Алюмінієві жили перерізом до 16 мм2 можуть бути тільки однопровідні, а значить, їх можна використовувати лише для укладання стаціонарної проводки і без згинання під гострим кутом. Всі гнучкі проводи і кабелі завжди робили з міді.
Хімічна стійкість алюмінію визначається оксидною плівкою, яка утворюється при його контакті з повітрям. З часом, при постійному нагріванні контакту внаслідок протікання через неї електричного струму, ця плівка погіршує електропровідність, контакт перегрівається і виходить з ладу. Тобто алюмінієвим проводам потрібно додаткове обслуговування, а контакти, через які проходять потужні струми, покривають спеціальним мастилом.
Аморфність матеріалу – якщо затиснути між собою два алюмінієві проводи, то з часом контакт ослабне.
Пайка може проводитися тільки з використанням спеціальних засобів, а зварювання вийде виконати в камері з інертним газом.
Хороша електропровідність спостерігається тільки у чистого алюмінію, а домішки, які неминуче залишаються при виробництві, погіршують цей показник.

Як підсумок – алюміній це хороший вибір при необхідності заощадити тут і зараз, але в довгостроковій перспективі його застосування обійдеться дорожче – через порівняно невисокий термін служби і необхідності в регулярному обслуговуванні.

Мідні жили

По електропровідності мідь знаходиться на другому місці, всього на 5% поступаючись за цим показником сріблу.

У порівнянні з алюмінієм у міді є тільки 2 істотних недоліки, через які довгий час вона використовувалася набагато рідше. В іншому, мідь виграє по всіх параметрах.

+ ПЛЮСИ МІДНИХ ПРОВОДІВ

Електропровідність в 1,7 разів вище алюмінію – менший перетин дроту пропустить ту ж кількість струму.
Висока гнучкість та еластичність – навіть одножильні дроти витримують велику кількість деформацій, а з багатожильних виходять шнури для електроприладів підвищеної гнучкості.
Пайка, лудіння і зварювання проводиться без використання додаткових матеріалів.

– МІНУСИ МІДНИХ ПРОВОДІВ

Вартість – в кілька разів дорожче алюмінію.
Висока щільність – бухта мідного дроту, однакової з алюмінієм довжини і перерізом, буде важити в 3 рази більше.
Мідні дроти і контакти окислюються на відкритому повітрі. Втім, на перехідний опір це практично не впливає і в разі необхідності «лікується» змазуванням поверхні вже затягнутого контакту.
Як підсумок, хоч мідь і є більш дорогим матеріалом, але в цілому її використання економічно вигідніше, так як вона довговічніша, вимагає менше зусиль при монтажі і уваги при обслуговуванні.

2.5 Визначення собівартості електрифікації кімнати

Розміри майстерні 11х7х3

Проводи: Провод ВВП-1 2х2,5 14.30грн; Провод ПВ3 2,5 6.70грн; Кабель ВВГ нгд 3х10 40грн

3. Заключна частина

3.1 Заключні питання