SKKN Thủ thuật lắp đặt và sử dụng cầu dao đảo pha một pha

Đề tài:
THỦ THUẬT LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG CẦU DAO ĐẢO PHA MỘT PHA 
1. MỞ ĐẦU
- Lí do chọn đề tài.
 Với những con số cử nhân và thạc sỹ thất nghiệp khổng lồ hiện này thì bài toán giải quyết việc làm là vô cùng khó, cụ thể theo báo cáo của Bộ lao động, thương binh và xã hội có khoảng 225.500 ( chiếm 20% ) người thất nghiệp có bằng đại học trở lên năm 2016 và theo các chuyên gia đánh giá thì sẽ có thêm khoảng 200.000 cử nhân nữa thất nghiệp năm 2017 ( Theo  ra ngày 13/05/2017 ). Như vậy ta có thể nói câu “ thừa thầy thiếu thợ ” cũng không sai, bởi hiện nay các em học sinh sau khi tốt nghiêp THPT đều có xu hướng thi đại học nhưng rồi học xong vẫn không có việc làm thậm chí có cả bằng giỏi, bằng thạc sỹ. Trong khi đó các ngành nghề phổ thông, trung cấp... thì rất thiếu học sinh như nghề điện dân dụng, nghề cơ khí, sửa chữa điện lạnh vân vân. Để góp một phần nhỏ bé trong việc định hướng nghề nghiêp ở các trường THCS và THPT Bộ giáo dục và đào tạo đã đưa bộ môn dạy nghề là một môn học chính khóa trong chương trình TH. Tại trường chúng tôi có dạy nghề điện dân dụng theo chủ trương của Bộ giáo dục và đào tạo. 
 Nghề điện dân dụng vừa dễ học, dễ làm và rất cần thiết trong cuộc sống, giúp các em có thể trở thành người chủ của gia đình, giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến điện dân dụng mà nó đang song hành với cuộc sống thường trực của chúng ta. Hiện nay việc sử dụng năng lượng điện là rất lớn, quá tải trong khi đó sự phát triển của ngành điện thì chưa cao, cùng với giá điện ngày càng tăng và tính giá điện theo lũy số tăng dần theo số điện sử dụng. Thêm vào đó một địa chỉ gia đình lại có thể có hai hay nhiều thế hệ ở, nhiều hộ khẩu gia đình khác nhau ( tập chung ở các thành phố ). Như vậy điện năng sẽ rất yếu, số điện dùng tăng nhiêu theo giá tích lũy và bài toán khó đặt ra là điện dùng thì không đủ mà tiền phải trả lại cao. Để giải quyết bài toán tổng thể này thì cần đào tạo nghề điện dân dụng cho các em học sinh và cung cấp bài học phải dùng máy Ổn áp và lắp đặt hai công tơ san số điện.
 Chính vì những lí do trên tôi xin đưa ra đề tài giúp phần giải quyết bài toán khó của các hộ gia đình trong việc tăng điện năng sử dụng và tiết kiệm kinh tế mà không vi phạm luật và rất đơn giản.
Đề tài: Thủ thuật lắp đặt và sử dụng cầu dao đảo pha một pha.
- Mục đích nghiên cứu.
 Đi sâu vào nghiên cứu thủ thuật lắp bảng điện tổng bao gồm hai nguồn điện ( hai công tơ điện ) dùng một cầu dao đảo pha một pha để sử dụng nguồn.
 Đi sâu vào nghiên cứu thủ thuật lắp bảng điện tổng bao gồm một nguồn điện ( một công tơ điện ) dùng cầu dao đảo pha một pha để sử dụng máy biến áp (máy ổn áp). 
 Đi sâu vào nghiên cứu thủ thuật lắp bảng điện tổng bao gồm hai nguồn điện ( hai công tơ điện ) dùng hai cầu dao đảo pha một pha để chọn nguồn điện và sử dụng máy biến áp (máy ổn áp). 
- Đối tương nghiên cứu. 
 Học sinh trung học bao gồm cả học sinh THCS (Học sinh cấp 2) và THPT ( Học sinh cấp 3) 
- Nhiệm vụ của đề tài.
 Đưa ra cấu tạo và nguyên lí hoạt động sơ bộ của cầu dao một pha, cầu dao đảo pha một pha và máy biến áp.
 Đưa ra các sơ đồ nguyên lí lắp đặt bảng điện tổng:
 + Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có hai nguồn điện ( hai công tơ ).
 + Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có một nguồn điện ( một công tơ ) và có dùng máy ổn áp (máy biến thế).
 + Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có hai nguồn điện ( hai công tơ ) và có dùng máy ổn áp (máy biến thế).
- Phương pháp nghiên cứu.
 Nghiên cứu sách giao khoa nghề điện dân dụng lớp 11.
 Nghiên cứu các tài liệu trên internet.
 Thực hành lắp đặt và có học hỏi kinh nghiệm của những người thợ điện chuyên nghiệp.
2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí thuyết.
2.1.1 Cầu dao một pha.
 Hình 1. 20A-220V
Hình 2. Cầu dao một pha
a. Khái quát và công dụng 
  Cầu dao là một khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay, được sử 
dụng trong các mạch điện có nguồn dưới 500V, dòng điện định mức có thể lên tới vài kA ( kilo ampe - 1kA= 1000A ). 
 Khi thao tác đóng ngắt mạch điện, cần đảm bảo an toàn cho thiết bị dùng  điện. Bên cạnh, cần có biện pháp dập tắt hồ quang điện, tốc độ di chuyển lưỡi dao càng nhanh thì hồ quang kéo dài nhanh, thời gian dập tắt hồ quang càng ngắn. Vì vậy khi đóng ngắt mạch điện, cầu dao cần phải thực hiện một cách dứt khoát. Thông thường, cầu dao được bố trí đi cùng với cầu chì để bảo vệ ngắn  mạch cho mạch điện. 
b. Cấu tạo 
 Phần chính của cầu dao là lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, được làm bằng 
hợp kim của đồng, ngoài ra bộ phận nối dây cũng làm bằng hợp kim đồng. 
c. Nguyên lý hoạt động.
 Khi thao tác trên cầu dao, nhờ vào lưỡi dao và hệ thống kẹp lưỡi, mạch điện được đóng ngắt. Trong quá trình ngắt mạch, cầu dao thường xảy ra hồ quang điện tại đầu lưỡi dao và điểm tiếp xúc trên hệ thống kẹp lưỡi. Người sử dụng cần phải kéo lưỡi dao ra khỏi kẹp nhanh để dập tắt hồ quang. Do tốc độ kéo bằng tay không thể nhanh được nên người ta làm thêm lưỡi dao phụ. Lúc dẫn điện thì lưỡi dao phụ cùng lưỡi dao chính được kẹp trong ngàm. Khi ngắt điện, tay kéo lưỡi dao chình là trước còn lưỡi dao được kéo căng ra và tới một mức nào đó sẽ bật nhanh kéo lưỡi dao phụ ra khỏi ngàm một cách nhanh chóng. Do đó, hồ quang được kéo dài nhanh và hồ quang bị dập tắt trong thời gian ngắn. 
d. Phân loại 
Phân loại cầu dao dựa vào các yếu tố sau: 
- Theo kết cấu: cầu dao được chia làm loại một cực, hai cực, ba cực hoặc bốn cực. 
- Cầu dao có tay nắm ở giữa hoặc tay ở bên. Ngoài ra còn có cầu dao một ngả, hai ngả được dùng để đảo nguồn cung cấp cho mạch và đảo chiều quay động cơ. 
- Theo điện áp định mức: 250V, 500V. 
- Theo dòng điện định mức: dòng điện định mức của cầu dao được cho trước bởi nhà sản xuất (thường là các loại 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A...). 
- Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa, đế đá. 
- Theo điều kiện bảo vệ: loại có nắp và không có nắp (loại không có nắp được đặt trong hộp hay tủ điểu khiển). Đề cương bài giảng môn Khí cụ điện 
- Theo yêu cầu sử dụng: loại cầu dao có cầu chì bảo vệ ngắn mạch hoặc không có cầu chì bảo vệ. 
 Hình 3. Hình 4. Cầu dao đảo một pha
2.1.2. Máy biến áp ( máy ổn áp ).
a. Khái quát và công dụng.
 Máy biến áp một pha là thiết bị điện dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều một pha.
Hình 5: Máy biến áp 1 pha Hình 6: Máy biến áp cao tần 
b. Cấu tạo.
Máy biến áp một pha gồm có 2 bộ phận chính là: lõi thép và dây quấn.
Hình 7: Máy biến áp 1 pha, dùng Hình 8: Cấu tạo máy biến áp một pha trong gia đình: 1. Hai ổ lấy điện ra, 1. Lõi thép, 2. Dây quấn 2 vôn kế, 3 ampe kế, 4 nút điều chỉnh, 5 aptomat.
- Lõi thép: Lõi thép được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện dày từ 0,35 – 0,5 mm, có lớp cách điện, ghép thành một khối, Chức năng dùng để dẫn từ cho máy 
- Dây quấn: Dây quấn được làm bằng dây điện từ, vì dây này mềm, có độ bền cơ học cao, khó đứt, dẫn điện tốt. Chức năng dùng để dẫn điện.
c. Nguyên lý làm việc.
 Khi máy biến áp làm việc, điện áp đưa vào dây quấn sơ cấp là U1, trong dây quấn sơ cấp có dòng điện. Nhờ cảm ứng điện từ giữa dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp, điện áp lấy ra ở 2 đầu dây quấn thứ cấp là U2.
 Tỉ số giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp bằng tỉ số vòng dây của chúng.
 k: Hệ số biên áp 
- Máy biến áp có > được gọi là máy biến áp tăng áp.
- Máy biến áp có < được gọi là máy biến áp giảm áp.
2.2. Các loại sơ đồ nguyên lý dùng cầu dao đảo pha một pha.
2.2.1. Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có hai nguồn điện ( hai công tơ ) để chọn nguồn.
Nguồn đã chọn cung cấp cho toàn bộ gia đình
Cầu dao đảo pha một pha
Dùng chọn nguồn
Nguồn 1
Nguồn 2
Cầu dao một pha
Nguồn 2
Cầu dao một pha
Nguồn 1
 Hình 8. Sơ đồ bản vẽ
Cầu dao một pha
Nguồn 1
Nguồn đã chọn cung cấp cho toàn bộ gia đình
Nguồn 1
Cầu dao đảo pha một pha dùng chọn nguồn
Nguồn 2
Cầu dao một pha
Nguồn 2
Hình 9. Sơ đ	ồ thiết kế lắp đặt
Từ sơ đồ trên ta có sử dụng 2 cầu dao 1 pha và 1 cầu dao đảo 1 pha. 
 Hai cầu dao 1 pha: Dùng để đóng ngắt trực tiếp 2 nguồn. 2 nguồn có thể lấy từ 2 pha của đường dây 3 pha dân dụng loại 380V/ 220V bằng cách lấy mát từ 1 dây trung tính và nóng từ 2 pha khác nhau nhằm tránh những pha có hộ gia đình sử dụng điện kinh doanh sẽ làm yếu điện năng. 
 Cầu dao đảo 1 pha: Dùng để lựa chọn nguồn phù hợp trong các thời điểm sử dụng điện năng.
Sơ đồ nguyên lý được bố trí như Hình 8 và Hình 9 như trên. Với các trạng thái hoạt động như sau:
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha thẳng đứng là cắt điện, không sử dụng nguồn điện nào cả.
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy lên trên là đóng điện, sử dụng nguồn điện một ( công tơ 1) .
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy xuống dưới là đóng điện, sử dụng nguồn điện hai ( công tơ 2) .
2.2. Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có một nguồn điện ( một công tơ ) và có dùng máy ổn áp (máy biến thếy
MBA
Máy biến áp
Cầu dao một pha
Nguồn đã chọn cung cấp 
cho toàn bộ gia đình
Cầu dao dảo pha một pha
Dùng để sử dụng máy biến áp
Hình 10
Cầu dao một pha
Nguồn đã chọn cung cấp cho gia đình
Máy biến áp
Cầu dao dảo pha một pha
Dùng để sử dụng máy biến áp
Hình 11
Từ sơ đồ trên (Hình 11) ta có sử dụng 1 cầu dao 1 pha, 1 cầu dao đảo 1 pha và có sử dụng máy biến áp. 
 Cầu dao 1 pha: Dùng để đóng ngắt trực tiếp điện từ nguồn. 
 Cầu dao đảo 1 pha: Dùng để lựa chọn điện năng từ nguồn trực tiếp hay chọn điện năng sau khi đã qua máy biến áp.
 Máy biến áp: Dùng để ổn định điện áp phù hợp vói các thiết bị sử dụng điện năng, tránh tình trạng điện áp biến đổi liên tục sẽ làm các thiết bị hoạt động không chính xác dễ gây hỏng hóc. Tùy vào từng hộ gia đình sử dụng điện năng mà có thể mua máy ổn áp phù hợp với gia đình mình cũng như điều chỉnh điệp áp phù hợp vói các giá trị định mức của thiết bị điện.
Sơ đồ nguyên lý được bố trí như Hình 10 và Hình 11 như trên. Với các trang thái hoạt động như sau:
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha thẳng đứng là cắt điện, Cắt điện toàn bộ hộ gia đình, mặc dù nguồn chính vẫn còn điện,
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy lên trên là đóng điện, sử dụng nguồn điện trực tiến của nguồn tổng ( của công tơ ). Nghĩa là không dùng máy biến áp.
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy xuống dưới là đóng điện, sử dụng máy biến áp, để ổn định điện áp trong gia đình.
2.3. Sơ đồ nguyên lí dùng cầu dao đảo pha một pha cho hộ gia đình có hai nguồn điện ( hai công tơ ) và có dùng máy ổn áp (máy biến thế).
Cầu dao một pha
Nguồn 1
Cầu dao dảo pha một pha dùng 
để sử dụng máy biến áp
Nguồn 1
Máy biến áp
MBA
Cầu dao một pha
Nguồn 2
Nguồn 2
Cầu dao đảo pha một pha
Dùng chọn nguồn
Nguồn đã chọn cung cấp cho toàn bộ gia đình
Hình 12
Cầu dao dảo pha một pha thứ 2 dùng để sử dụng máy biến áp
Máy biến áp
MBA
Cầu dao một pha
Nguồn 1
Cầu dao đảo pha một pha thứ 1
Dùng chọn nguồn
Cầu dao một pha
Nguồn 2
Nguồn 1
Nguồn đã chọn cung cấp cho toàn bộ gia đình
Nguồn 2
Hình 13.
Từ sơ đồ trên (Hình 13) ta có sử dụng 2 cầu dao 1 pha, 2 cầu dao đảo 1 pha và 1 máy biến áp. 
 Hai cầu dao 1 pha: Dùng để đóng ngắt trực tiếp 2 nguồn. 2 nguồn có thể lấy từ 2 pha của đường dây 3 pha dân dụng loại 380V/ 220V bằng cách lấy mát từ 1 dây trung tính và nóng từ 2 pha khác nhau nhằm tránh những pha có hộ gia đình sử dụng điện kinh doanh sẽ làm yếu điện năng. 
 Hai cầu dao đảo 1 pha: 
Cầu dao đảo thứ nhất: Dùng để lựa chọn nguồn phù hợp trong các thời điểm sử dụng điện năng. 
Cầu dao đảo thứ hai: Dùng để lựa chọn nguồn trực tiếp từ cầu dao đảo thứ nhất hoặc chọn nguồn điện đã sử lí qua máy biến áp.
 Máy biến áp: Dùng để ổn định điện áp phù hợp vói các thiết bị sử dụng điện năng, tránh tình trạng điện áp biến đổi liên tục sẽ làm các thiết bị hoạt động không chính xác dễ gây hỏng hóc. 
Sơ đồ nguyên lý được bố trí như Hình II.3.1 và Hình II.3.2 như trên. Với các trang thái hoạt động như sau:
a. Đối với cầu dao đảo pha một pha thứ 1
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha thẳng đứng là cắt điện, không sử dụng nguồn điện nào cả.
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy lên trên là đóng điện, sử dụng nguồn điện một ( công tơ 1) .
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy xuống dưới là đóng điện, sử dụng nguồn điện hai ( công tơ 2) .
b. Đối với cầu dao pha đảo pha thứ 2
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha thẳng đứng là cắt điện, Cắt điện toàn bộ hộ gia đình, mặc dù nguồn chính vẫn còn điện,
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy lên trên là đóng điện, sử dụng nguồn điện trực tiến của nguồn tổng ( của công tơ ) có thể nguồn 1 hoặc 2 phụ thuộc cầu dao pha đảo pha thứ 1. Nghĩa là không dùng máy biến áp.
- Trạng thái cầu dao đảo pha một pha đẩy xuống dưới là đóng điện, sử dụng máy biến áp, để ổn định điện áp trong gia đình.
2.3. Với sáng kiến này của tôi đã giúp một phần nhỏ cho các hộ gia đình trong việc sử dụng điện năng vừa đủ và ổn định trong gia đình để đản bảo các thiết bị điện không bị cháy, chập dẫn đến nhanh hư hỏng, đó là dùng máy ổn áp thông qua cầu dao đảo một pha khi cần thiết và giải quyết được bài toán giá điện tính theo giá lũy thừa số điện dùng trong khi một địa chỉ có nhiều hộ gia đình ở, cũng dùng cầu dao đảo một pha để san điện năng sử dụng cho các công tơ điện. Bên cạnh đó với sáng kiến này cũng giúp các em học sinh thấy được tính thiết thực của nghề điện dân dụng mà định hướng nghề nghiệp sau này.
2.4. Với sáng kiến này tôi có thể tự mua máy ổn áp về gia đình và tự lắp đặt một cách an toàn và chỉ sử dụng máy ổn áp khi cần thiết thông qua cầu dao đảo một pha. Bên cạnh đó hiện nay địa chỉ gia đình tôi ở bao gồm 4 hộ gia đình là bố mẹ tôi, vợ chồng tôi và vợ, chồng gia đình em trai tôi ở trên cùng một địa chỉ, nếu dùng một công tơ điện thì việc sử dụng điện năng cơ bản là quá nhiều so với các địa chỉ gia đình khác, nên việc tách khẩu để lắp thêm công tơ điện là thiết yếu để giải quyết bài toán giá điện hiện nay. Không chỉ gia đình tôi mà còn nhiều đồng nghiệp, thậm chí gia đình học sinh của tôi có anh, chị cũng giống gia đình tôi vì chưa đủ kinh tế để mua nhà riêng nên vẫn ở chung với bố mẹ, nghĩa là điện năng sử dụng góp chung là rất cao so với mức thu nhập của mình. Do vậy sáng kiến này tôi đã áp dụng trong việc giảng dạy nghề điện dân dụng, truyền thụ cho đồng nghệp và được hưởng ứng cao, có gia đình đồng nghiệp tôi đã ứng dụng. 
3. Kết Luận, kiến nghị.
 Như vậy với sáng kiến của tôi đã giải quyết được một bài toán khó, thiết thực trong nghề điện, ngành điện Việt Nam vừa thiếu năng lượng, vừa không kinh tế mà hiện nay toàn dân đang kiến nghị ngành điện. Nó cũng là nguồn động lực nhỏ giúp các em học sinh thấy được tính thiết thực và thực tế của nghề điện dân dụng làm cho các em có sự định hướng nghề nghiệp trong tương lai. Vì vậy tôi xin kiến nghị.
Giảng dạy những kiến thức nghề phổ thông phải sát thực tế.
Tạo được sự sáng tạo trong thiết kế mạng điện dân dụng, hữu dụng nhất.
Giúp các em học sinh đam mê trong học tập và thực hành mà có thể ứng dụng được cho gia đình.
Giúp các em thấy được nghề điện gần gủi và thiết thực để các em có thể dựa vào nghề điện tạo dựng tương lai.
Nghề điện Việt Nam cần suy nghĩ cách tính giá điện phù hợp với nền kinh tế nước ta hiện nay, tránh sự đối phó, lách luật.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày.... tháng ... năm...
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác.
(Ký và ghi rõ họ tên)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa nghề điện dân dụng lớp 11.
2. Sách giao khoa vật lý 11, 12 nâng cao của Nguyễn Thế Khôi chủ biên.
3. Cập nhật các hình ảnh, lời giải, kiến thức trên internet.
4. Khi thực hành lắp đặt có hỏi ý kiến các thợ điện dân dụng chuyên nghiệp.