家庭雙控照明電路的設(shè)計(jì)與安裝初探

劉 璇

(山東省寧陽縣第一中學(xué)高一7班 271400)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?/h2>

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

家庭照明電路中，人們對燈的接通和斷開控制普遍使用的是同一個(gè)開關(guān).這種電路設(shè)計(jì)存在弊端：讓燈亮或滅只能在一個(gè)位置，操作不靈活，日常生活不便利.由此設(shè)想：可以通過改造電路，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)不同地方控制同一盞燈.舉例來說，樓梯燈，當(dāng)上樓時(shí)可以實(shí)現(xiàn)樓下開燈樓上關(guān)燈，下樓時(shí)能夠在樓上開燈樓下關(guān)燈.教室里的燈，可以實(shí)現(xiàn)前門開燈后門關(guān)燈，反之變?nèi)?可想而知，那將會(huì)為生活帶來多大的便利.可是不管是樓梯還是教室，由于線路已經(jīng)施工完畢，再進(jìn)行開關(guān)改裝，墻內(nèi)的主體線路不宜改動(dòng)，所以只能對原控開關(guān)電路進(jìn)行簡單改造.由此，本實(shí)驗(yàn)將探索家庭雙控照明電路的設(shè)計(jì)與安裝.

2.實(shí)驗(yàn)場所

本實(shí)驗(yàn)場所選定在寧陽縣技工學(xué)校機(jī)電專業(yè)電工技能實(shí)訓(xùn)室，因?yàn)椋阂皇菑陌踩秒娊嵌瓤紤]此次實(shí)驗(yàn)所需電壓為220V，遠(yuǎn)超過人體安全電壓36V，電工實(shí)訓(xùn)室各類保護(hù)齊全，二是實(shí)訓(xùn)室具有配套的實(shí)驗(yàn)所需器材、電工工具、各類導(dǎo)線，特別是專業(yè)的教師.

3.實(shí)驗(yàn)原理

(1)家庭雙控照明電路原理

本實(shí)驗(yàn)原理是：在照明電路中，通過兩個(gè)雙控開關(guān)之間接通、斷開，使電路能夠處于閉合或開路狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)兩地控制一盞燈.

(2)家庭雙控照明電路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)想，筆者設(shè)計(jì)如下兩種電路圖：

①對比分析設(shè)計(jì)電路A和B：

不難發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電路所需實(shí)驗(yàn)器材完全相同，不同的只是接線的方法.A設(shè)計(jì)圖在接通狀態(tài)時(shí)，燈接在火線和零線之間，兩端電壓為220V；在斷開狀態(tài)時(shí)，燈兩端導(dǎo)線不連接，是安全的接線方法.

B設(shè)計(jì)圖控制方式也能如A設(shè)計(jì)圖控制方式一樣，能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)開關(guān)任何一個(gè)動(dòng)作均可讓燈的亮滅改變，方便操作.可是B設(shè)計(jì)圖控制方式卻存在風(fēng)險(xiǎn)，原因分析如下：一是由于開關(guān)內(nèi)既有火線又有零線，火線和零線誤接觸后容易發(fā)生短路危險(xiǎn)；二是當(dāng)兩只開關(guān)都打到L位置時(shí)，燈雖然不亮，但燈頭接線處是處于帶電狀態(tài)的，容易發(fā)生觸電危險(xiǎn)；三是這種接法零線進(jìn)入開關(guān)，違背了開關(guān)接在火線上的要求，也是容易發(fā)生觸電危險(xiǎn).因此，為安全起見，本實(shí)驗(yàn)只探討A設(shè)計(jì)圖的電路安裝.

②電路A設(shè)計(jì)圖原理分析：

◆開關(guān)S1與S2均斷開，電路斷開，燈不亮.

◆按下開關(guān)S1，電路接通，燈亮.

◆按下開關(guān)S2，電路斷開，燈不亮.

◆按下開關(guān)S1，電路接通，燈亮.

二、實(shí)驗(yàn)步驟

由于家庭雙控照明電路的安裝所用的電壓是220V，遠(yuǎn)超過了人體安全電壓36V，涉及到安全用電的問題，沒有在家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，筆者選擇到寧陽縣技工學(xué)校機(jī)電一體化電工實(shí)訓(xùn)室里進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)電路的安裝與檢測，同時(shí)此實(shí)驗(yàn)電路的安裝全程得到了寧陽縣技工學(xué)校機(jī)電系S老師的監(jiān)督和指導(dǎo).

1.實(shí)驗(yàn)器材選擇

選擇25W白熾燈進(jìn)行兩地控制線路的安裝，核對器材，檢測器件好壞，認(rèn)識單聯(lián)雙控開關(guān)和熔斷器，并選擇匹配型號的器件.

2.實(shí)驗(yàn)器材安裝及布線

分析A設(shè)計(jì)圖照明電路的組成，準(zhǔn)備安裝電路.

(1)安裝熔斷器 選擇將兩個(gè)RL1-15型號的螺旋式熔斷器，用木螺釘固定在網(wǎng)孔盤的左上位置，熔斷器之間要間隔5cm～10cm的距離.每只熔斷器的擺放要遵循“低進(jìn)高出”的原則，即電源進(jìn)線從低的接線柱進(jìn)入，電源出線接在高的接線柱上，以避免人為的誤觸電.故熔斷器固定在網(wǎng)孔盤上時(shí)要低接線柱朝上，高接線柱朝下.

將開關(guān)接線盒和端子排安裝在網(wǎng)孔盤上.端子排要安裝在開關(guān)接盒的下方位置，注意檢查固定是否牢固，有無缺少的螺釘，絕緣性能是否良好.

(2)安裝導(dǎo)線 首先，安裝熔斷器至開關(guān)S1的導(dǎo)線.用剝線鉗剝削導(dǎo)線露出約2cm的線芯，把線芯彎成羊眼圈，然后再將導(dǎo)線彎成直角Z形，把整好型的導(dǎo)線接入熔斷器兩個(gè)低接線柱.

其次，開關(guān)S1接線.將從熔斷器高接線柱出來的火線接在L接線柱上，再用兩根導(dǎo)線分別接L1和L2接線柱.注意：L接線柱必須接電源進(jìn)線，L1和L2接線柱接電源出線，線頭不要裸露過長，要壓接牢固；開關(guān)必須控制火線.

然后，安裝兩開關(guān)之間的導(dǎo)線.將從開關(guān)S1出來的兩根火線和一根零線引至開關(guān)S2的接線盒的兩根火線接在L1和L2接線柱上，再用一根導(dǎo)線接在L接線柱上.注意：L1和L2接線柱必須接電源進(jìn)線，L接線柱接電源出線.

(3)安裝燈座 將從開關(guān)S2中的L接線柱出來的一根導(dǎo)線和一根電源零線從燈座的底部穿入，電源的零線接螺旋口的接線柱，而中心簧片的接線柱接開關(guān)S2的出線，導(dǎo)線接好之后再把燈座固定在網(wǎng)孔盤上.

3.電路檢查

(1)目測檢查 根據(jù)電路圖或接線圖對安裝好的線路進(jìn)行目測檢查，檢查時(shí)要斷開電源，從電源開始看線路有無漏接、錯(cuò)接、短路、斷路之處，導(dǎo)線接點(diǎn)是否符合要求，壓接是否牢固等.

(2)萬用表檢查 用萬用表電阻擋檢查電路有無開路、短路的情況，斷開電源，裝上燈泡，選用萬用表的“R×100”電阻擋進(jìn)行檢查，檢查前先進(jìn)行“歐姆調(diào)零”，將萬用表兩表棒搭接熔斷器兩出線端，如果電路正常，按下任一開關(guān)若指針偏轉(zhuǎn)一定刻度，此時(shí)為白熾燈的電阻值，約1900Ω；再按一下開關(guān)指針應(yīng)指向“∞”.

4.通電試燈

(1)接通電源 將220V照明電源的火線和零線接入接線端子排對應(yīng)的下接線柱上，一定要注意安全，指導(dǎo)教師監(jiān)督下通電.

(2)驗(yàn)電 用試電筆在熔斷器兩低接線柱處進(jìn)行驗(yàn)電，分清火線和零線.驗(yàn)電時(shí)，操作要規(guī)范，如果檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)沒有接火線，要及時(shí)更改把兩根電源進(jìn)線進(jìn)行對調(diào).

(3)安裝熔體 將額定電流為2A的熔體放入熔斷器瓷套內(nèi)，熔體的小紅點(diǎn)朝上，然后旋上瓷帽.熔斷器是起短路保護(hù)作用的.

(4)按下開關(guān)試燈 裝上燈泡，分別按開關(guān)S1和S2，檢查是否實(shí)現(xiàn)兩個(gè)開關(guān)控制一盞燈.如果不能實(shí)現(xiàn)這種控制，要在教師指導(dǎo)下進(jìn)行檢查故障原因.切記不可用手直接接觸帶電部位.

三、實(shí)驗(yàn)討論

生活會(huì)給我們出很多的難題，需要我們用自己的智慧來解決生活中的實(shí)際困難.把雙控開關(guān)安裝在樓梯、走廊、臥室、教室、會(huì)議室等不同的場所，將會(huì)給我們的生活帶來極大的方便.對于雙控開關(guān)的電路改裝，本次實(shí)驗(yàn)仍有幾點(diǎn)需要注意：

(1)安全用電問題.照明電壓是220V，已經(jīng)超過了人體安全電壓36V，實(shí)驗(yàn)前要做到安全用電，既要有專業(yè)的指導(dǎo)老師，穩(wěn)妥成熟的電路設(shè)計(jì)圖，還要在斷電狀態(tài)下進(jìn)行安裝電路，安裝完成后要先檢測，待檢測無誤后再通電試燈.

(2)元件質(zhì)量問題.實(shí)驗(yàn)所需要的雙控開關(guān)、白熾燈、熔斷器以及導(dǎo)線等，會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量不過關(guān)直接影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，安裝電路前要先對元件進(jìn)行檢測.

(3)電路設(shè)計(jì)問題.用兩只雙控開關(guān)同時(shí)控制一盞燈的電路可以有多種設(shè)計(jì)，但是一定要借助物理原理多方比較，找到最安全的設(shè)計(jì)方案，才能進(jìn)行安裝實(shí)驗(yàn)，排除故障隱患.

(4)實(shí)驗(yàn)場所問題.本實(shí)驗(yàn)雖然用的是照明電，但要到專業(yè)的電工實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，以獲取更好的保護(hù)措施、需要的電工工具、元器件和最專業(yè)教師的指導(dǎo).

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了家庭雙控照明電路，并按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行電路的安裝，然后又對安裝完成的電路用萬用表測電阻的方法進(jìn)行了檢測，在檢測確認(rèn)無誤后進(jìn)行了通電試燈，經(jīng)過多組實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：的確可以通過改造電路來設(shè)計(jì)雙控照明電路，最終實(shí)現(xiàn)異地控制一盞燈的目的.

五、研究展望

本次實(shí)驗(yàn)完成了兩地控制一盞燈電路的設(shè)計(jì)和安裝，而在大型會(huì)議室、報(bào)告廳、舞臺等場所，有時(shí)還需要三地或多地控制一盞燈.筆者受本實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，下一步將研究雙控開關(guān)在多地控制一盞燈的電路設(shè)計(jì)，并嘗試進(jìn)行電路的安裝.