文湖南省永州市綜合職業(yè)中專 歐陽雨琴

空氣開關(guān)跳閘指示器

文湖南省永州市綜合職業(yè)中專 歐陽雨琴

家中常出現(xiàn)空氣開關(guān)跳閘的情況，一旦跳閘，很多人都不知道具體是哪里出現(xiàn)故障。如果能在空氣開關(guān)上裝一個指示器，斷路時自動點亮一只LED燈，以提示人們跳閘就好了。這時，只要查找跳閘的原因，做出相應(yīng)處理便可以合閘。

一、研究過程

（一）裝配常規(guī)家庭電路

我找來空氣開關(guān)、負載燈泡、導(dǎo)線等，在爸爸的協(xié)助下，做成如圖1所示的常規(guī)電路，將相關(guān)元件固定在一塊塑料板上，合上空氣開關(guān)，燈泡亮了。經(jīng)測試，此電路在空氣開關(guān)跳閘時，無提示作用。

圖1

（二）設(shè)計過程

如何才能讓人一看就知道是空氣開關(guān)跳閘了？我用試電筆進行檢測發(fā)現(xiàn)，當空氣開關(guān)跳閘后，其后部沒有電，而前部有電。

為進一步了解電路的特征，我將電路板帶到學(xué)校，在老師的幫助下，用萬用電表進行了更精準的測量。結(jié)果如表2。

表2

通過測量數(shù)據(jù)我發(fā)現(xiàn)了如下問題。

1.電路正常工作時，電源L、N兩端總有220V的電壓存在。空氣開關(guān)（空開）兩端的電壓是0V，而負載兩端的電壓是220V。

2.如果空氣開關(guān)跳閘，電源L、N兩端總有220V的電壓，且空氣開關(guān)兩端也有220V電壓，但負載兩端的電壓是0V。

3.停電時，各測量端的電壓均為0V。

由第2點可知，空氣開關(guān)跳閘時兩端的電壓與正常工作及停電時的兩端電壓有本質(zhì)區(qū)別。只有在空氣開關(guān)跳閘時，空開兩端才會出現(xiàn)220V的電壓。

能否在空氣開關(guān)兩端接一個燈泡？在老師的鼓勵下，我在空氣開關(guān)盒外裝了一個燈泡，但成品的外表不美觀，燈泡也無法安裝在開關(guān)盒內(nèi)。

（三）最終方案

一次，看到教室里投影與音箱的LED指示燈時，我突然想到，為何不用LED？空氣開關(guān)跳閘時，兩端有220V的電壓。用電器都有耐壓值，LED的耐壓值是多少？怎樣才能讓LED在跳閘的空氣開關(guān)上點亮，讓它指示空氣開關(guān)跳閘？

因LED一般只有幾伏的耐壓值，我根據(jù)電阻分壓原理，設(shè)計了如圖2所示的電路。

圖2

經(jīng)過多次安裝與測試，空氣開關(guān)跳閘指示器終于出爐了。

二、創(chuàng)新點

1.用戶可直觀感知空氣開關(guān)跳閘，以便及時查找原因，避免誤判。

2.能讓用戶在漆黑的晚上很快找到空氣開關(guān)的所在位置，做出相應(yīng)處理。

3.經(jīng)濟耐用，電路使用壽命長。（指導(dǎo)老師：鄧超玉 馮小華）