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家庭照明电路设计
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家庭照明电路设计
课程设计说明书
课程名称：
电工课程设计
题目：
家庭照明电路设计
学生姓名：
专业：
班级：
学号：
指导教师：
日期：
2015年06月23日
题目：
家庭照明电路设计
一、设计任务与要求
1设计任务：
1、根据课堂讲授内容，学生做相应的自主练习，消化课堂所讲解的内容。
2、通过调试典型例题或习题积累调试程序的经验。
3、理解家庭电路的基本原理，巩固和加深在电路课程中所学的理论知识和实践技能。
4、学会查阅相关手册和资料，了解照明电灯的相关知识，培养独立分析与解决问题的能力。
5、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,正确开绘制电路图。
6、掌握平面图的正规设计与应用。
2设计要求：
1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
4、列出标准的元件清单；
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、对电路作出仿真；演示并记录其实际效果；
7、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
二、方案设计与论证
本方案是通过对实际的家居用电情况以及一些用电设备情况，专门设计符合自己家里情况的总体用电分布。
此分布图是一间房子用电分布。
从电度表一直到照明设备是一个完整的系统，画出设计施工图（电工人员可以根据你的图纸进行施工），设计书中有完整的分析过程，包括用电量的估算，电表，空气开关，控制开关，照明设备的规格型号，配线的规格，安装的位置等。
最后统计估算出工程总造价。
设计目的：
1、理解家庭电路的基本原理，巩固和加深在电路课程中所学的理论知识和实践技能。
2、学会查阅相关手册和资料，了解照明电灯的相关知识，培养独立分析与解决问题的能力。
3、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,正确开绘制电路图。
4、掌握平面图的正规设计与应用。
5、认真写好总结报告，培养严谨的作风与科学态度，提高我们从实践中提高的能力。
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。
三、单元电路设计
1、双控开关
双控开关实际上就是两个单刀双掷开关串起来后再接入电路。
每个单刀双掷开关有三个接线端，分别连着两个触点和一个刀。
具体接法：
把两个单刀双掷开关的两个触点分别相连，即开关1的触点1与开关2的触点1相连，开关1的触点2与开关2的触点2相连，然后两个开关的刀做为整个开关的两端接入电灯的两端。
这样当开关1和2的刀同时接打向各自触点1或同时打向触点2时，电路接通，灯亮。
若两开关的刀一个打向触点1而另一个打向触点2时，电路不通，灯灭。
因此两个开关都可以控制灯。
两个开关可以放在卧室的前后，这样可以在进入卧室前开灯，在卧室里面关灯。
既能照明，又能避免人走灯不灭而浪费电。
2、二孔和三孔插座
二孔插座主要用于小功率的家用电器，如电风扇、电视机、音响等。
三孔插座上面孔为地线，左零（N）右火（L），家用电器设备由于绝缘性能不好或使用环境潮湿，会导致其外壳带有一定静电，严重时会发生触电事故。
为了避免出现的事故可在电器的金属外壳上面连接一根电线，将电线的另一端接入大地，一旦电器发生漏电时接地线会把静电带入到大地释放掉。
三孔插座主要用于大功率的用电器，如空调，电热水器，冰箱。
3、灯和控制开关
在并联灯泡时尽量就近原则，节约电线，选购灯泡时要考虑清楚其用途，不要浪费。
四、总电路工作原理、元器件清单和参数计算
1．总原理图
2家庭电路分布图
客厅的布局如图所示，普通插座安装的高度为米，为了开门时方便触摸到开关，开关安装在门口附近，开关的高度为米。
墙上的节能灯安装的高度为米。
客厅是会客和家人团聚的场所，灯的装饰性和照明要求应有利于创造热烈气氛，使客人有宾至如归之感。
一般照明（主体灯），特别是采用花饰吊灯的，应安装在房间的中央。
墙上挂有横幅字画的，可在字画两边安装两盏合适的壁灯，沙发旁边置放一盏落地灯。
这样的布置，显得稳重大方。
客厅的灯具应该说是最富于变化，也是最可以别出心裁地进行设计的。
这是由客厅的特点所决定的。
在客厅的聚谈休憩区，灯光应当体现明亮、呈散射式的，故宜选用吊灯、吸顶灯以及灯槽和灯栅等。
在客厅的音乐欣赏区，可选用壁灯或射灯，抑或地脚灯，使光与声音自然融和。
卧室的布局如图所示，电灯是安装双控开关的，一个开关安装在门口，另一个开关安装在床头，便于主人控制。
开关的高度为米。
尽量不要使用装饰性太强的悬顶式吊灯，它不但会使你的房间产生许多阴暗的角落，也会在头顶形成太多的光线，躺在床上向上看时灯光还会刺眼。
最好采用向上打光的灯，既可以是房顶显得高远，又可以使光线柔和，不直射眼睛。
除主要灯源外，还应设台灯或壁灯，以备起夜或睡前看书用。
另外，角落里设计几盏射灯，以便用不同颜色的灯炮来调节房间的色调，如黄色的灯光就会给卧室增添不少浪漫的情调。
插座的安装高度为米，门口的开关距离门应有20毫米，安装高度为米。
墙上的节能灯的安装高度为米。
灯光可以改变房间的气氛和个人的感觉，卧室是休息的地方，除了提供易于安眠的柔和光源之外，更重要的是要以灯光的布置来缓解白天紧张的生活压力，所以卧室的灯光应以柔和为原则。
一般卧室的灯光照明，可分为普通照明、局部照明和装饰照明三种。
普通照明供起居室休息；而局部照明则包括供梳妆、阅读、更衣收藏等；装饰照明主要在于创造卧室的空间气氛，如浪漫、温馨等氛围。
卧室的普通照明，在设计时要注意光线不要过强或发白，因为这种光线容易使房间显得呆板而没有生气,最好选用暖色光的灯具，这样会使卧室感觉较为温馨。
普通照明最好装置两个控制开关，方便使用。
除普通照明外，卧室宜设置局部组合照明，例如在睡床旁设置床头灯，方便阅读。
阅读的灯光，要有适当的安排，因为灯光太强或不足，均会直接影响视觉，对眼睛造成损害；梳妆台和衣柜上的局部照明可方便整妆，梳妆台的照明，现在大多在镜子上方置灯，其实这样容易产生阴影，如在化妆镜两侧考虑装灯是最为明智的方法，但是要注意光线不宜过白或过强，尽量与自然光接近。
总之，卧室的灯具不必多，有两三种适当的就可以了。
有些卧室在光源的设计上，仅仅在床头柜上布置两盏台灯，梳妆台上布置两盏小射灯，顶上零星补助几盏嵌入式灯，总共三种灯具，但创造出来的环境却是一流的。
当然，巧妙的使用落地灯、壁灯甚至小型的吊灯，也可以较好地营造卧室的环境气氛。
厨房卧室的布局如图所示，厨房的开关插座位置以标出，开关的高度为米，厨房插座高米，采用防水插座。
墙上节能灯的高度为3米，吊灯安置在天花板上。
厨房照明对亮度要求很高，因为，灯光对食物的外观也很重要，它可以影响人的食欲；由于人们在厨房中度过的时间较长，所以灯光应惬意而有吸引力，这样能提高制作食物的热情。
一般厨房照明，在操作台的上方设置嵌入式或半嵌入式散光型吸顶灯，嵌入口罩以透明玻璃或透明塑料，这样顶棚简洁，减少灰尘、油污带来的麻烦。
灶台上方一般设置抽油烟机，机罩内有隐形小白炽灯，供灶台照明，光源采用暖色调，功率为32瓦的节能灯，插座安装油烟机，电磁炉，电饭煲等厨房用品。
卫生间的电子元件的布局如图所示，灯光不应太暗，一般是21w左右的灯。
开关安装在门口，距离门20毫米，当我们一进卫生间就能触摸到开关，开关的高度应为米高。
墙上节能灯的安装高度为米，而且需要装一个抽风机。
3．电路完整工作过程描述（总体工作原理）
配电箱的总闸起控制整个家庭电路。
每个房间都有单独的空气开关在配电箱里，避免一路过载致使整个家庭的电路都断了。
总线上的漏电开关起保护作用。
在阳台和大门口装有光声控制开关，避免老是开关开关的麻烦。
每个房间都配有强光的节能灯管和弱光的节能灯，可以起到不同时间的不同需要。
每个房间都装有双控开关，分别在门口和床头，方便睡觉时控制灯。
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1：
布置一个节能灯20瓦、一个节能灯管24瓦、两个插座、两个开关。
卧室2：
布置一个节能灯20瓦、一个节能灯管24瓦、两个插座、两个开关。
卧室3：
布置一个节能灯20瓦、一个节能灯管24瓦、两个插座、两个开关。
客厅：
布置一个150瓦的吊灯、四个插座、两个节能灯20瓦、三个开关。
厨房：
布置一个150瓦的吊灯、两个插座、一个节能灯20瓦、一个开关。
走廊：
布置一个日光灯管24瓦、一个开关
书房：
布置一个节能灯20瓦、一个节能灯管24瓦、一个插座、两个开关。
厕所：
布置一个节能灯20瓦、一个开关。
阳台：
主阳台布置一个24瓦的节能灯管；小阳台布置一个20瓦的节能灯
4.元件清单
属性
名称
品牌
型号
数量
单价（元）
吊灯
拓艺
8150
2
200
开关（单个和双个）
德力西
86型
8
12
声光控开关
德力西
I86SG
2
30
节能灯
雷士
EST5
9
15
节能灯管
飞利浦
飞利浦18W
5
30
插座
德力西
EA86S16
13
20
空气开关
正泰
2P63A
7
20
电能表
毕跃
DDS738
1
50
防漏电开关
德力西
Cvb6vs63A
1
42
总价：
2*200+8*12+2*30+9*15+5*30+13*20+7*20+1*50+1*42=1333元
如下为家用电器功率汇总表：
（功率最大时）
房间
名称
品牌
数量（个）
功率（W）
共计（功率）
客厅
吊灯
拓艺
型号：
8150
1
150
150
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
2
20
40
电视
产品名称：
Sony/索尼KLV-42HX655清晰度:
1080p（全高清）品牌:
Sony/索尼
屏幕尺寸:
42英寸
1
200
200
空调
落地空调Gree/格力KFR-26GW/（26570）FNBa-3
1
1800
1800
卧室
空调
壁式空调Gree/格力KFR-26GW/（26570）FNBa-3
3
1500
4500
节能灯管
品牌:
Philips/飞利浦
型号:
飞利浦18W
3
24
72
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
3
20
60
厨房
吊灯
拓艺
型号：
8150
1
150
150
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
1
20
20
电冰箱
产品名称：
Haier/海尔BCD-539WT
冰箱冰柜品牌:
Haier/海尔
箱门结构:
对开双门式
1
800
800
油烟机
油烟机品牌:
Sakura/樱花
型号:
CXW-YH-B11
1
200
200
排气扇
品牌:
Genuin/正野
货号:
BPT12-13C
1
24
24
电饭煲
产品名称：
Supor/苏泊尔CFXB30FC11...品牌:
Supor/苏泊尔，型号:
CFXB30FC118-60
1
600
600
消毒柜
品牌:
SIEMENS/西门子
型号:
ZTD-100L-308-6
1
200
200
厕所
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
1
20
20
热水器
品牌:
Haier/海尔
热水器海尔型号:
ES405060V-U1€
1
1000
1000
书房
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
1
20
20
节能灯管
品牌:
Philips/飞利浦
型号:
飞利浦18W
1
24
24
主阳台
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
1
20
20
小阳台
节能灯管
品牌:
Philips/飞利浦
型号:
飞利浦18W
1
24
24
门口
节能灯
nVc/雷士
型号:
EST5
2
15
30
走廊
节能灯管
品牌:
Philips/飞利浦
型号:
飞利浦18W
1
24
24
共计
总功率：
9978W
5.参数的计算
（1）由公式I=P/U=9978/220=46A因此选择电能表10（60）
（2）空气开关的选择，空气开关,常见的有以下型号/规格：
C16、C25、C32、C40、C60、C80、C100、C120等规格,其中C表示脱扣电流,即起跳电流。
由公式Ie=Pe
k
式中：
Ie----断路器的额定电流（A）
Pe---负荷的额定功率（KW）
K---估算系数8--10
总功率为
Ie=Pe
k=
=
所以空气开关的额定电流为32A
同理可得：
客厅、厨房、卧室、书房与厕所、的空气开关的额定电流分别为25A、16A、16A、16A。
（3）线的选择
一般铜线安全计算方法是：
平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。
6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A。
10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A。
25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
由上表的家庭电器功率汇总表可知，总功率为9978瓦。
所以I=P/U=9978/220=46A选择截面积为10
的主导线。
同理可得客厅、厨房、卧室、书房、厕所的线截面积为：
4
、4
、
、1
、
。
大概使用铜线数如下：
规格/
品牌
型号
外观
单价
10
远东电缆
BV10
红
625元/100米
10
远东电缆
BV10
蓝
625元/100米
4
熊猫
BV4
红
197元/50米
4
熊猫
BV4
蓝
197元/50米
熊猫
红
125元/50米
熊猫
蓝
125元/50米
正泰
绿
228元/100米
1
熊猫
BV1
红
50元/50米
1
熊猫
BV1
蓝
50元/50米
线路布线用线量计算：
总线为：
2*（3+3+3+5+3+2+4++4+1+4+2）=
地线：
3+3+3+5+3+2+4++4+1+4+2+3+3+4+4+4+1+1=m
卧室：
4*（（4+2+1+3+3）+（2+2+4+3））=96m
客厅：
2*（4+4+5+2）=30m
厨房：
2*（3+5+5+2）=30m
厕所：
2*（++2）=10m
书房：
2+4+2+3+4+2=17m
阳台：
2*3=6m
总计：
780元
总计：
780+1333=2113元
五、仿真调试与分析
阳台灯声光控系统，具体要求是：
当环境明亮情况下，照明系统自动关闭；当环境昏暗情况下，可以通过声音自动触发照明系统，离去后自动熄灭。
声光控系统的原理图：
六、结论与心得
经过一周的课程设计，让我知道，学习上的好多事物的了解与学习应该是主动的。
被动性的学习远远不能使自己学到更多的知识，就好比这次课程设计，大部分的知识是通过查找来完善自己。
设计电路，听起来不难。
可是要想做好。
不通过大量的查找是完成不了的。
充实的一周生活就在查阅当中结束。
通过一星期的面对电脑生活。
真真切切体会到；单单是学习书本上的知识远远掌握不了电学的真正精髓。
电学不仅仅是一门理论性质的学科。
还是一门需要具有动手能力的学科。
不管你的理论知识学习的多么扎实，如果没有亲自去实地操作过，就不算是真正掌握了这一门学科。
更要我牢记用电安全的重要性。
作为一名大学生，不仅仅应该掌握本科专业的知识。
也应该勤奋学习课外知识。
补充自己对生活与科技的认知。
使自己多去了解生活当中运用的知识。
走在社会发展的前沿。
七、参考文献
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人民邮电出版社.2014.
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[3]唐介主编.《电工学（少学时）》[M].北京市：
高等教务出版社.2009年
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