电工电子课程设计任务书

广东石油化工学院电工电子实验中心

题目家庭电路模拟

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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 (7)

四、电路布线施工图及及电路原理图 (8)

五、安装用电路元器件以及预算 (11)

六、设计总结 (13)

家庭照明电路设计

一、设计目的

1、理解并掌握家庭电路的基本原理，巩固在电工电路课程中所

学的理论知识。

2、了解如何使用常用电子元器件，掌握常用电子电路的一般设

计方法，正确绘制电路图。

3、查阅相关资料，了解照明电灯的相关知识，独立分析与解决

问题。

4、掌握平面图的正规设计与应用。

5、总结设计所得到的知识和心得，提高自己的实践能力。

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、空气开关、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。

电能表的工作原理是：当把电能表接入被测电路时，电流线圈和

电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。

能表应安装在干燥、稳固的地方，避免阳光直射，忌湿、热、霉、烟、尘、砂及腐蚀性气体。位置要装得正，如有明显倾斜，容易造成计数不准、停走或空走等问题。

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。

使用闸刀开关时应注意：1要将它垂直的安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置 2进线座应在上方，接线时不能把它与出线座搞反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故。

3、漏电开关

漏电保护主要作用是解决漏电问题，火线流出多少电流，零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。当电流超过一定的电流的时候自身会发热，导致开关里面的脱扣装置脱扣，从而切断电源，保护电路不因过大的电流而烧毁！同时也起到保护电路的作用。

漏电开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个绕组，主绕组和副绕组。主绕组也有两个绕组：分别为输入电流绕组和输出电流绕组。无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在副绕组上感应出电势，否则副绕组上就会感应电压形成，经放大器推动执行机构，使开关跳闸。

4、保险丝

保险丝也叫熔断器，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。

熔断器是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。保险丝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。

在使用熔断器时要注意，熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性相适应，考虑到可能出现的短路电流，选用相应分断能力的熔断器；熔断器的额定电压要适应线路电压等级，熔断器的额定电流要大于或等于熔体额定电流；线路中各级熔断器熔体额定电流要相应配合，保持前一级熔体额定电流必须大于下一级熔体额定电流；熔断器的熔体要按要求使用相配合的熔体，不允许随意加大熔体或用其他导体代替熔体。

5、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，一般是黑色。

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。

接地是电器设备安全技术中最重要的工作，应该认真对待，那种不加考虑随意接地的做法常常会给计算机设备造成不良的后果，严重时会烧毁整个设备应用系统，甚至造成人身伤害。

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。

现家用电灯开关大多是墙壁开关，墙壁开关就是安装在墙壁上使用的电器开关，是一种家居装饰功能用品，是用来接通和断开电路使用的家用电器。

开关上有三个孔的那是可以用于接双连控制的开关，如果不接双连控制，就是这个开关来控制灯，那接法是：电源火线接开关的两边的任意一个接线端，开关中间的接线端是接到通往灯上的“火线控制”（输出）线，电路的零线是直接接到灯上的另外一个接点上的，不由开关控制。家用的照明灯开关内是不能接零线的，如果接零线，那会在关了开关后灯上仍然有电，如果是火线和零线都进入开关，那在开关闭合时将发生线路短路现象，发生危险。

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。

灯具安装最基本的要求是必须牢固。室内安装壁灯、床头灯、台灯、落地灯、镜前灯等灯具时，高度低于24m及以下的，灯具的金属外壳均应接地可以保证使用安全。卫生间及厨房装矮脚灯头时，宜采用瓷螺口矮脚灯头。螺口灯头的接线、相线（开关线）应接在中心触点端子上，零线接在螺纹端子上。台灯等带开关的灯头，为了安全，开头手柄不应有裸露的金属部分。装饰吊平顶安装各类灯具时，应按灯具安装说明的要求进行安装。灯具重量大于3kg时，应采用预埋吊钩或从屋顶用膨胀螺栓直接固定支吊架安装（不能用吊平顶吊龙骨支架安装灯具）。从灯头箱盒引出的导线应用软管保护至灯位，防止导线裸露在平顶内。吊顶或护墙板内的暗线必须有阻燃套管保护。

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！

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）。在装修过程中，插座的数量、位置、高度以及承载电流大小等诸多因素都需要根据今后的使用仔细考虑，以免使用中不顺手甚至出危险。

插座的安装位置也很重要，一般情况下，插座尽可能靠墙边安装，如果插座的位置留得不当，就有可能与后期的家具摆放或者电脑安装发生冲突。同一房间内的开关、插座距地面高度一致，落地插座距地面高度为350mm，开关距地面高度在1150—1300mm为宜，边缘距门框的距离为150—200mm。插座要选用插头和插座的连接点是螺纹端子的，而且要有软线固定部件，这样可以防止意外拉动造成连线被拉出插头或插座。

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，有方的，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，并采用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。

走廊：布2支路线：包括电源线和照明线，电灯开关选单联开关。

厨房：布2支路线：包括2电源线和1照明线。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1支线路：电源线

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。

大厅：布2支路线：包括电源线、照明线。在沙发的边沿处预留电话线口，在户门内侧预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、电路布线施工图以及电路原理图

施工前要充分考虑各功能区域所需的电器及照明设备，并以此为据粗略计算每路电线相应匹配的线材截面积。应尽量采用优质的铜芯护套及安装线盒，以免老化和折断，造成面板安装困难。；各种灯具、开关、插座等要定出坐标和高度，已确定线路的走向和分支汇合。电线要选用不同颜色，以便识别不同的回路；最好将电源线外穿阻燃管材后再敷设。在可燃结构的顶棚外应设置电源开关，供必要时切断电源之用。所有导线的接头都应在接线盒内；室内线路每一分路总量不应超过3000瓦，每一单线回路的负荷电流应控制在适当的范围。

照明电路图：

插座安装布线图：

房间的双控开关电路图如图所示：

电能表与闸刀的接线：

家庭照明电路组成部分主要包括电能表、闸刀、空气开关、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。

总体电路原理图：

阳台灯电路原理图：

原理：阳台灯由光敏控制和红外线共同操作，白天光线充足，光敏开关打开，电路形成开路，阳台灯无法打开；当光线不足时，光敏控制自动连接，同时若红外线感受到人出现时回自动连接，灯就开了。

五、安装用电路元器件以及预算

在选购电路元器件时要注意元器件的技术条件、技术性能、质量等级等是否满足电子设备的要求。优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件，不允许选用淘汰品种和禁用的元器件。最大限度地压缩元器件的品种、型号、规格和生产厂家，并进行认定，尽量作到定点供应。未经设计定型的元器件不能在可靠性要

求高的电子设备研制产品中正式使用。优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件，产品中关键的元器件要对元器件生产方进行质量认定。收集相似设备元器件现场使用的失效率数据，优先选用高可靠元器件，淘汰失效率高的元器件，尽量提高装机元器件的复用率。

所选用的电路元器件及灯具：

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。

所选用的电线：

预算：

电能表：1*45.00=45.00

闸刀：1*22.00=22.00

漏电开关:1*139.00=139.00

熔断器：1*19.20=19.20

电灯开关：11*8.00=88.00

荧光灯：6*26.80=160.80

厅灯：1*238.00=238.00

吊灯：1*85.00=85.00

开关插座：6*17.80=106.80

插座：5*18.00=90.00

电线：2*289.00+2*239.00+2*146.00=1348

合计：45+22+139+19.2+88+160.8+238+85+106.8+90+1348=2341.8

六、设计总结

一开始根本不知道这个课程用来干嘛的，就稀里糊涂的听完老师讲解，后来慢慢了解才知道这个设计挺有意思的，我多么想设计一下以后我梦寐以求的房子，但想象中的太复杂了，感觉一周时间根本不行，但主要的就是懂得怎么设计。

在设计的过程中滋味不一般，有时沉醉其中，有时不知从哪入手，通过向同学请教和网上查阅明白了不少，慢慢的设计就出来了其中，设计过程中涉及到很多知识，有些从未接触，感触良多。

在这一周了，我几乎每天都是坐在电脑面前，不停地上网查资料。我明白，有些事情，我们必须得去做。就拿这次课程设计来说，只有努力去做，去了解，去认知，你才能真正学到东西。这次设计对我们大学生来说，是很必要的，大学生从无知中走向专业的一个很重要的

锻炼环节, 也是教育与实践相结合的具体体现。当今社会的竞争是人才素质的竞争, 随着人才被推向市场, 大学生的自我优越感将逐渐消失, 发展方向更加扑朔迷离。因此要适应时代的要求, 不仅要具备丰富的专业知识和高超的业务水平, 更必须具备一定的综合素质。

课程设计是对我们的一次综合能力的培养和训练，在整个设计过程中充分调动我们的主观能动性，深入细致的认真观察实践，自己的设计能力得到提高，不仅学会了一些关于电工的基本知识，而且还了解许多电器元件的功能和安装方法。

通过跟同学们共同学习、探讨有关电工方面的知识，对家庭电路有了更进一步的了解，我们不仅在自己的专业上有了突破，也锻炼了我们们的学习和认知能力。总体来说，这次实习对我们以后的工作道路起着很重要的作用，同时更要多接触这种设计，为以后打好基础。

参考文献：

1、《电工学（少学时）》(第二版) 高等教育出版社唐介主编

2、百度文库