Giáo án Bài 3. Thiết kế mạng điện trong nhà

HS nhận ra có nhiều loại bản vẽ điện khác nhau và xác định được nhiệm vụ học tập: phân biệt các loại sơ đồ và thiết kế mạng điện đơn giản.

GV trình chiếu (hoặc vẽ trên bảng) hai hình: một hình thể hiện các phần tử và quan hệ nối điện của một đèn, một công tắc; một hình thể hiện vị trí đèn, công tắc, ổ lấy điện và đường dây trên mặt bằng góc học tập. HS quan sát và trả lời câu hỏi: “Hai hình này giống và khác nhau ở điểm nào? Hình nào cho biết vị trí lắp đặt, hình nào cho biết quan hệ nối điện?”

HS nêu được hai hình khác nhau về mục đích thể hiện: một hình cho quan hệ điện và chức năng, một hình cho vị trí và tuyến dây. GV ghi nhiệm vụ học tập của bài lên bảng: phân biệt ba khái niệm và thiết kế sơ đồ cho một góc học tập.

HS nêu được khái niệm sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp đặt; giải thích được vì sao hai sơ đồ có thể khác hình dạng nhưng phải giữ đúng mối nối điện; nhận biết vai trò của kí hiệu nối khi các đường dây giao nhau.

HS làm việc theo nhóm 4 bằng kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi HS đọc một phần của mục “Bản chất và điều kiện áp dụng” và ghi kết quả vào ô của mình trên khăn; sau đó cả nhóm thống nhất nội dung chung. Nhiệm vụ trọng tâm theo Phiếu học tập số 1: (1) Nêu khái niệm từng loại sơ đồ. (2) Vì sao hai sơ đồ có thể khác hình dạng nhưng phải giữ đúng mối nối điện? (3) Khi hai đường dây cắt nhau trên sơ đồ, làm thế nào để biết có nối điện hay không?

Khăn trải bàn của nhóm ghi: Sơ đồ nguyên lí là biểu diễn quan hệ điện và chức năng giữa phần tử; Sơ đồ lắp đặt là biểu diễn vị trí thiết bị và tuyến dây để triển khai. Hai sơ đồ có thể khác hình dạng nhưng phải giữ đúng mối nối điện. Đường dây cắt nhau chỉ là nối điện khi có kí hiệu thể hiện nối; không suy từ giao nhau hình học, quy ước thể hiện phải nhất quán. Kết quả này là cơ sở để thực hiện các hoạt động tiếp theo.

HS nêu được khái niệm yêu cầu thiết kế; sắp xếp được thứ tự các bước trong quy trình thiết kế; giải thích được giới hạn của sơ đồ nguyên lí khi tính chiều dài dây.

GV tổ chức hoạt động trạm (3 trạm, mỗi nhóm lần lượt qua các trạm):
Trạm 1: Đọc ví dụ về nhu cầu của góc học tập (một đèn, một điểm điều khiển, một ổ lấy điện) và nêu yêu cầu thiết kế.
Trạm 2: Sắp xếp các bước quy trình: xác định nhu cầu, chọn giải pháp, bố trí, lập sơ đồ, kiểm tra.
Trạm 3: Giải thích vì sao không thể dùng riêng sơ đồ nguyên lí để biết chính xác chiều dài dây.
Ghi kết quả vào Phiếu học tập số 2.

Yêu cầu thiết kế là nhu cầu và điều kiện sản phẩm cần đáp ứng, ví dụ: có một đèn được công tắc điều khiển; có một ổ lấy điện độc lập; có bảo vệ theo thiết kế chuyên môn.
Quy trình đúng: xác định nhu cầu (số đèn, điểm điều khiển, ổ lấy điện, nơi dùng) → chọn giải pháp → bố trí → lập sơ đồ → kiểm tra.
Sơ đồ nguyên lí chỉ thể hiện quan hệ nối điện, không cho tuyến đi và kích thước lắp; muốn tính dài dây cần sơ đồ lắp đặt có vị trí, kích thước và phần dự phòng hợp lí.

HS vận dụng đúng ba khái niệm và quy ước nối điện để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm, ghép và đúng–sai.

HS làm bốn câu hỏi trong phần Bài tập 1 đến 4 của bài học. Làm cá nhân trong 6 phút, sau đó đổi chéo vở với bạn cùng bàn để chấm và giải thích lý do. Có thể kiểm tra nhanh trên học liệu NeoEdu (phần bài tập tương tác).
Câu 1: Mô tả nào đúng về sơ đồ nguyên lí? A. Mọi đường dây cắt nhau trên sơ đồ đều tự động là một mối nối điện. B. Biểu diễn quan hệ điện và chức năng giữa phần tử. C. Biểu diễn vị trí thiết bị và tuyến dây để triển khai. D. Nhu cầu và điều kiện sản phẩm cần đáp ứng.
Câu 2: Ghép thuật ngữ với ý nghĩa: Sơ đồ nguyên lí; Sơ đồ lắp đặt; Yêu cầu thiết kế.
Câu 3: “Mọi đường dây cắt nhau trên sơ đồ đều tự động là một mối nối điện.” Đúng hay sai?
Câu 4: Điền vào chỗ trống: Biểu diễn vị trí thiết bị và tuyến dây để triển khai được gọi là ……

Đáp án:
Câu 1: B. Sơ đồ nguyên lí biểu diễn quan hệ điện và chức năng giữa phần tử.
Câu 2: Sơ đồ nguyên lí – biểu diễn quan hệ điện và chức năng giữa phần tử; Sơ đồ lắp đặt – biểu diễn vị trí thiết bị và tuyến dây để triển khai; Yêu cầu thiết kế – nhu cầu và điều kiện sản phẩm cần đáp ứng.
Câu 3: Sai. Phải đọc kí hiệu nối, không suy từ giao nhau hình học; quy ước thể hiện cần nhất quán.
Câu 4: Sơ đồ lắp đặt.
HS tự chấm và ghi số câu đúng vào vở.

HS sắp xếp đúng quy trình thiết kế, tính dự toán chiều dài dây theo giả thiết, giải thích giới hạn của sơ đồ nguyên lí và phát hiện lỗi quan hệ điện trong bản lắp đặt.

HS làm việc theo cặp đôi, thực hiện Bài tập 5 đến 8 của bài học:
Bài 5: Sắp xếp các bước sau theo đúng quan hệ trước–sau (không phải mọi công việc trong bài): Ghi nhu cầu đèn và vị trí điều khiển; Lập sơ đồ nguyên lí đáp ứng nhu cầu; Chuyển thành vị trí và tuyến dây; Đối chiếu từng mối nối với nguyên lí.
Bài 6: Bản vẽ có 2 tuyến dây dài 3 m và 4 m. Dự phòng 1 m theo đề. Tổng chiều dài dự toán là bao nhiêu m?
Bài 7: Vì sao không thể dùng riêng sơ đồ nguyên lí để biết chính xác chiều dài dây?
Bài 8: Một bản lắp đặt đặt ổ cắm nối tiếp đèn. Nêu lỗi và cách sửa về quan hệ điện.

Đáp án:
Bài 5: Ghi nhu cầu đèn và vị trí điều khiển → Lập sơ đồ nguyên lí đáp ứng nhu cầu → Chuyển thành vị trí và tuyến dây → Đối chiếu từng mối nối với nguyên lí. Mỗi bước sử dụng kết quả của bước trước.
Bài 6: $3+4+1=8\ \mathrm{m}$. Đây là dự toán theo giả thiết, không suy thông số dây đạt chuẩn; đáp số 8 m.
Bài 7 (thang 1 điểm: 0,5 điểm nêu giới hạn của nguyên lí; 0,5 điểm nêu dữ kiện cần thêm): Sơ đồ nguyên lí chỉ thể hiện quan hệ nối điện, không cho tuyến đi và kích thước lắp. Muốn tính dài dây cần sơ đồ lắp đặt có vị trí, kích thước và phần dự phòng hợp lí.
Bài 8 (thang 1 điểm: 0,5 điểm chỉ lỗi; 0,5 điểm sửa quan hệ và giới hạn): Lỗi là ổ lấy điện phụ thuộc dòng qua đèn. Sửa thành nhánh cấp điện độc lập theo sơ đồ được người chuyên môn duyệt; công tắc chỉ nối tiếp nhánh đèn. HS sửa trên giấy hoặc mô hình thấp áp.

HS vận dụng yêu cầu thiết kế và quy trình để lập sơ đồ nguyên lí, sơ đồ lắp đặt và bảng vị trí cho mẫu góc học tập; đánh giá sản phẩm theo tiêu chí và nêu giới hạn của mô hình.

Nhiệm vụ nhóm 4 (sau đó hoàn thiện phần còn lại ở nhà): Thiết kế mạng điện mẫu cho góc học tập với yêu cầu: một đèn được công tắc điều khiển; một điểm lấy điện độc lập; có bảo vệ theo thiết kế chuyên môn. Nhóm thực hiện theo quy trình: (1) Ghi nhu cầu. (2) Vẽ sơ đồ nguyên lí dùng kí hiệu nối rõ ràng, công tắc nối tiếp nhánh đèn, ổ lấy điện mắc độc lập. (3) Vẽ sơ đồ lắp đặt trên mặt bằng giấy kẻ ô, ghi vị trí đèn, công tắc, ổ lấy điện. (4) Lập bảng vị trí thiết bị. (5) Đối chiếu từng mối nối với nguyên lí. Nhóm ghi chú: sản phẩm là sơ đồ kí hiệu, không phải tự lắp điện lưới; nếu làm mô hình, chỉ dùng đèn và công tắc của mô hình 6 V; mô hình chức năng không chứng minh đạt tiêu chuẩn lắp đặt gia đình.

Sản phẩm nhóm gồm: (1) Sơ đồ nguyên lí với các kí hiệu nối rõ ràng, công tắc nối tiếp đèn trên nhánh điều khiển, ổ lấy điện mắc độc lập. (2) Sơ đồ lắp đặt trên giấy kẻ ô có vị trí đèn, công tắc, ổ lấy điện và tuyến dây dự kiến. (3) Bảng vị trí thiết bị gồm: tên thiết bị, kí hiệu, vị trí, ghi chú. (4) Phiếu đánh giá theo tiêu chí: đủ yêu cầu thiết kế, đúng quan hệ nối điện, có kí hiệu nối rõ ràng, nêu được giới hạn của mô hình.