Ôn tập Bài 9: Thiết bị điện trong hệ thống điện gia đình – Công nghệ 12 (KNTT)

A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Công tơ điện (Đồng hồ đo điện năng)

- Chức năng: Đo lượng điện năng tiêu thụ của phụ tải điện trong gia đình, làm cơ sở để tính tiền điện hàng tháng.
- Phân loại: Công tơ điện cơ khí và công tơ điện tử (1 pha hoặc 3 pha). Trong mạng điện gia đình phổ biến dùng công tơ 1 pha 2 dây.
- Thông số kỹ thuật chính:
- Điện áp định mức ($U_{đm}$): Điện áp làm việc chuẩn của công tơ (thường là $220$ V).
- Dòng điện định mức và dòng điện quá tải cho phép ($I_{đm}(I_{max})$): Ví dụ trên mặt công tơ ghi $5(20)$ A hoặc $10(40)$ A, trong đó số đứng trước là dòng điện định mức ($I_{đm}$), số trong ngoặc là dòng điện cực đại cho phép công tơ làm việc liên tục mà vẫn đảm bảo cấp chính xác và không bị hỏng ($I_{max}$).
- Tần số định mức ($f_{đm}$): Thường là $50$ Hz.
- Cấp chính xác: Thể hiện sai số của phép đo (ví dụ: cấp $1{,}0$; cấp $2{,}0$). Cấp chính xác càng nhỏ thì công tơ đo càng chính xác.
- Hằng số công tơ: Số vòng quay của đĩa nhôm (công tơ cơ) hoặc số xung đèn LED (công tơ điện tử) tương ứng với $1$ kWh điện năng tiêu thụ (ví dụ: $450$ vòng/kWh, $1600$ imp/kWh).

2. Thiết bị đóng cắt và bảo vệ (Aptomat / Cầu dao tự động)

- Chức năng: Đóng cắt mạch điện bằng tay và tự động cắt mạch điện để bảo vệ hệ thống điện cùng người sử dụng khi xảy ra sự cố.
- Các loại phổ biến:
- MCB (Miniature Circuit Breaker) / MCCB: Bảo vệ sự cố quá tải và ngắn mạch.
- RCCB (Residual Current Circuit Breaker): Chống dòng điện rò (bảo vệ chống giật), không có chức năng bảo vệ quá tải.
- RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection): Tích hợp cả bảo vệ quá tải, ngắn mạch và chống dòng điện rò (chống giật).
- Thông số kỹ thuật chính:
- Điện áp định mức ($U_e$ hoặc $U_{đm}$): Thường là $230/400$ V.
- Dòng điện định mức ($I_n$ hoặc $I_{đm}$): Giá trị dòng điện mà khi dòng điện trong mạch vượt quá giá trị này trong một khoảng thời gian nhất định, aptomat sẽ tự động tác động cắt mạch (bảo vệ quá tải). Các mức phổ biến: $6$ A, $10$ A, $16$ A, $20$ A, $25$ A, $32$ A, $40$ A, $50$ A, $63$ A...
- Dòng cắt ngắn mạch ($I_{cu}$ hoặc $I_{cn}$): Giá trị dòng điện ngắn mạch lớn nhất mà aptomat có thể cắt thành công mà không bị phá hủy (ví dụ: $4{,}5$ kA; $6$ kA; $10$ kA).
- Dòng điện rò tác động định mức ($I_{\Delta n}$): Chỉ có ở RCCB và RCBO, là ngưỡng dòng điện rò làm thiết bị tự động ngắt mạch (trong gia đình thường chọn mức $30$ mA để bảo vệ con người).

3. Thiết bị đóng cắt và lấy điện (Công tắc và Ổ cắm điện)

- Công tắc điện:
- Chức năng: Đóng cắt dòng điện bằng tay cho các đồ dùng điện công suất nhỏ (chủ yếu là đèn chiếu sáng, quạt điện).
- Phân loại: Theo số cực có công tắc 2 cực (1 chiều) và công tắc 3 cực (2 chiều - thường lắp ở cầu thang, phòng ngủ); theo số phím có công tắc đơn, đôi, ba...
- Nguyên tắc lắp đặt: Luôn lắp trên dây pha ($L$), nối tiếp trước tải tiêu thụ.
- Ổ cắm điện và phích cắm điện:
- Chức năng: Kết nối nguồn điện với các đồ dùng điện di động hoặc bán cố định thông qua phích cắm.
- Phân loại: Ổ cắm 2 chấu và ổ cắm 3 chấu (chấu thứ 3 nối với dây bảo vệ nối đất $PE$ để chống giật khi rò điện ra vỏ thiết bị).
- Thông số kỹ thuật: Điện áp định mức ($U_{đm}$ thường từ $220$ V đến $250$ V) và dòng điện định mức ($I_{đm}$, công tắc thường là $6$ A – $16$ A, ổ cắm thường là $10$ A – $16$ A).

4. Dây dẫn điện

- Chức năng: Truyền tải và phân phối điện năng từ nguồn đến các thiết bị đóng cắt, bảo vệ và các tải tiêu thụ điện trong gia đình.
- Cấu tạo: Gồm lõi dây (thường bằng đồng hoặc nhôm, loại một sợi cứng hoặc nhiều sợi mềm bện lại) và lớp vỏ cách điện (thường bằng nhựa PVC hoặc XLPE, có nhiều màu khác nhau để phân biệt dây pha, dây trung tính, dây nối đất).
- Thông số kỹ thuật và lựa chọn dây dẫn:
- Tiết diện lõi dây ($S$, đơn vị $\text{mm}^2$): Các tiết diện tiêu chuẩn dùng trong gia đình gồm $1{,}0\text{ mm}^2$; $1{,}5\text{ mm}^2$; $2{,}5\text{ mm}^2$; $4{,}0\text{ mm}^2$; $6{,}0\text{ mm}^2$; $10\text{ mm}^2$...
- Mật độ dòng điện kinh tế / cho phép ($J$, đơn vị $\text{A/mm}^2$): Đối với dây lõi đồng trong gia đình, thường lấy $J \approx 4$ đến $6\text{ A/mm}^2$.
- Công thức tính chọn tiết diện dây dẫn:

$$I = \dfrac{P}{U \cdot \cos\varphi} \quad \Rightarrow \quad S = \dfrac{I}{J}$$

(Sau khi tính được $S$, phải chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và lớn hơn hoặc bằng giá trị $S$ vừa tính).
- Nguyên tắc chọn thông số thiết bị theo dòng điện tính toán ($I_{tt}$):

$$I_{đm} \ge k_{at} \cdot I_{tt}$$

(Trong đó $k_{at}$ là hệ số an toàn, thường lấy từ $1{,}2$ đến $1{,}5$).

B. CÂU HỎI ÔN TẬP (30% BIẾT – 40% HIỂU – 30% VẬN DỤNG)

PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN (7,5 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 30. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1 (0,25 điểm). Trong hệ thống điện gia đình, thiết bị nào sau đây có chức năng đo lượng điện năng tiêu thụ của các phụ tải điện?

Câu 2 (0,25 điểm). Đơn vị đo lường của lượng điện năng tiêu thụ được hiển thị trực tiếp trên mặt công tơ điện gia đình là gì?

Câu 3 (0,25 điểm). Thiết bị nào sau đây có chức năng tự động cắt mạch điện khi xảy ra sự cố quá tải hoặc ngắn mạch trong mạng điện gia đình?

Câu 4 (0,25 điểm). Loại aptomat nào sau đây vừa có chức năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch, vừa có chức năng bảo vệ chống dòng điện rò (chống giật)?

Câu 5 (0,25 điểm). Trên vỏ một aptomat có ghi thông số kỹ thuật $I_n = 20$ A. Thông số này cho biết đại lượng nào của aptomat?

Câu 6 (0,25 điểm). Công tắc điện trong mạng điện gia đình có chức năng chính là gì?

Câu 7 (0,25 điểm). Thiết bị nào dùng để lấy điện cung cấp cho các đồ dùng điện di động như quạt bàn, nồi cơm điện, bàn là thông qua phích cắm?

Câu 8 (0,25 điểm). Vật liệu nào sau đây được sử dụng phổ biến nhất để chế tạo lõi dây dẫn điện lắp đặt trong nhà ở hiện nay?

Câu 9 (0,25 điểm). Bộ phận vỏ bọc bên ngoài của dây dẫn điện dùng trong gia đình có tác dụng chính là gì?

Câu 10 (0,25 điểm). Trên mặt một công tơ điện 1 pha có ghi thông số dòng điện là $10(40)$ A. Ý nghĩa của hai con số này là gì?

Câu 11 (0,25 điểm). Thông số "Cấp chính xác $1{,}0$" ghi trên mặt công tơ điện có ý nghĩa như thế nào?

Câu 12 (0,25 điểm). Trên một aptomat (MCB) có ghi thông số $6$ kA (hoặc $6000$ A). Thông số này thể hiện đặc tính kỹ thuật nào của thiết bị?

Câu 13 (0,25 điểm). Trên thân một aptomat chống giật (RCBO) có ghi thông số $I_{\Delta n} = 30\text{ mA}$. Ý nghĩa của thông số này là gì?

Câu 14 (0,25 điểm). Điểm khác biệt cơ bản về mặt cấu tạo và nguyên lý kết nối giữa công tắc 2 cực và công tắc 3 cực là gì?

Câu 15 (0,25 điểm). Vì sao trong quy chuẩn lắp đặt mạng điện gia đình, công tắc điện bắt buộc phải được lắp trên dây pha ($L$) và nối tiếp với bóng đèn?

Câu 16 (0,25 điểm). Chấu thứ ba (thường có kích thước dài hơn hoặc to hơn hai chấu còn lại) trên phích cắm và ổ cắm điện 3 chấu có tác dụng gì?

Câu 17 (0,25 điểm). Trên vỏ cách điện của một đoạn dây dẫn điện dân dụng có in ký hiệu VCm – $2\times 1{,}5\text{ mm}^2$. Con số $1{,}5\text{ mm}^2$ cho biết thông tin gì?

Câu 18 (0,25 điểm). Điều gì sẽ xảy ra nếu ta lựa chọn dây dẫn điện có tiết diện quá nhỏ so với dòng điện thực tế của các phụ tải tiêu thụ trong gia đình?

Câu 19 (0,25 điểm). Ngược lại, nếu chọn dây dẫn và aptomat có thông số định mức lớn gấp nhiều lần so với nhu cầu tiêu thụ thực tế của tải thì sẽ dẫn đến hạn chế nào sau đây?

Câu 20 (0,25 điểm). Trong lắp đặt mạng điện sinh hoạt, tại sao người ta thường sử dụng dây dẫn có vỏ cách điện khác màu nhau (ví dụ: màu đỏ cho dây pha, màu xanh dương cho dây trung tính, màu vàng sọc xanh lá cho dây nối đất)?

Câu 21 (0,25 điểm). Khi lựa chọn aptomat (CB) bảo vệ cho một nhánh mạch điện, mối quan hệ giữa dòng điện tính toán của phụ tải ($I_{tt}$), dòng điện định mức của aptomat ($I_{CB}$) và dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn ($I_{dây}$) phải thỏa mãn điều kiện nào để bảo vệ an toàn cho dây dẫn?

Câu 22 (0,25 điểm). Một bình nước nóng có công suất định mức $P = 2500$ W, làm việc ở điện áp $U = 220$ V với hệ số công suất $\cos\varphi = 1$. Dòng điện định mức chạy qua bình nước nóng này khi hoạt động bình thường là bao nhiêu?

Câu 23 (0,25 điểm). Một máy điều hòa không khí có công suất tiêu thụ điện là $1200$ W, sử dụng nguồn điện $220$ V và hệ số công suất $\cos\varphi = 0{,}85$. Để bảo vệ riêng cho máy điều hòa này (với hệ số an toàn chọn từ $1{,}2$ đến $1{,}5$), ta nên chọn aptomat (MCB) có dòng điện định mức tiêu chuẩn nào sau đây là hợp lý nhất?

Câu 24 (0,25 điểm). Một bếp từ đôi có tổng công suất cực đại là $P = 4400$ W, sử dụng điện áp $U = 220$ V, hệ số công suất $\cos\varphi = 1$. Biết mật độ dòng điện cho phép của dây đồng là $J = 5\text{ A/mm}^2$. Tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn nhỏ nhất cần chọn để cấp điện an toàn cho bếp từ này là bao nhiêu? (Cho các tiết diện dây tiêu chuẩn: $1{,}5\text{ mm}^2$; $2{,}5\text{ mm}^2$; $4{,}0\text{ mm}^2$; $6{,}0\text{ mm}^2$).

Câu 25 (0,25 điểm). Tổng công suất tối đa khi sử dụng đồng thời các thiết bị điện của một hộ gia đình là $P = 7500$ W ở điện áp $220$ V, hệ số công suất trung bình $\cos\varphi = 0{,}85$. Khi chọn công tơ điện 1 pha cho hộ gia đình này, thông số dòng điện của công tơ nào sau đây là phù hợp và kinh tế nhất?

Câu 26 (0,25 điểm). Trên mặt công tơ điện của một phòng trọ có ghi hằng số công tơ là $1600\text{ imp/kWh}$ (1600 xung/kWh). Trong một buổi tối, người thuê trọ bật các thiết bị điện và đếm thấy đèn LED báo xung trên công tơ nháy tổng cộng $4000$ lần. Lượng điện năng phòng trọ đã tiêu thụ trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?

Câu 27 (0,25 điểm). Trong phòng bếp có một ổ cắm điện đôi với thông số ghi trên vỏ là $250\text{ V} - 16\text{ A}$. Điện áp nguồn của gia đình là $220$ V. Chủ nhà dự định cắm đồng thời một nồi lẩu điện ($1800$ W, $\cos\varphi = 1$), một ấm siêu tốc ($1500$ W, $\cos\varphi = 1$) và một lò vi sóng ($1100$ W, $\cos\varphi = 0{,}9$) vào ổ cắm này. Nhận định nào sau đây là đúng?

Câu 28 (0,25 điểm). Khi thiết kế mạch điện chiếu sáng cho khu vực cầu thang giữa tầng 1 và tầng 2, yêu cầu đặt ra là có thể bật/tắt cùng một bóng đèn ở cả hai vị trí (chân cầu thang tầng 1 và đầu cầu thang tầng 2). Phương án lựa chọn thiết bị đóng cắt nào sau đây là đúng?

Câu 29 (0,25 điểm). Gia đình bác An lắp đặt một bình tắm nước nóng trực tiếp trong phòng tắm (môi trường ẩm ướt, nguy cơ rò điện cao). Để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng cũng như bảo vệ thiết bị khỏi sự cố quá tải và ngắn mạch, bác An nên lắp đặt thiết bị đóng cắt bảo vệ nào ngay trước bình nước nóng?

Câu 30 (0,25 điểm). Một đường dây nhánh trong nhà sử dụng dây dẫn đồng có tiết diện $S = 1{,}5\text{ mm}^2$ (cho biết mật độ dòng điện cho phép lớn nhất của dây là $J = 6\text{ A/mm}^2$). Đường dây này hiện đang được bảo vệ bởi một aptomat có dòng điện định mức $I_n = 25$ A. Khi xảy ra sự cố quá tải làm dòng điện trên dây tăng lên và duy trì ở mức $18$ A trong thời gian dài, hiện tượng gì sẽ xảy ra?

PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG/SAI (6,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 6. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 1 (1,0 điểm). Trên mặt một công tơ điện tử 1 pha lắp đặt cho một hộ gia đình có ghi các thông số kỹ thuật sau: $220\text{ V}$ – $10(40)\text{ A}$ – $50\text{ Hz}$ – Cấp $1{,}0$ – $3200\text{ imp/kWh}$.
a) Công tơ điện này được thiết kế để làm việc ở mạng điện xoay chiều một pha có điện áp định mức là $220$ V và tần số $50$ Hz.
b) Giá trị dòng điện định mức của công tơ là $40$ A, nếu dòng điện trong gia đình vượt quá $10$ A thì công tơ sẽ lập tức bị cháy hỏng.
c) Khi các thiết bị điện trong gia đình tiêu thụ hết $0{,}5$ kWh điện năng thì đèn LED báo xung trên mặt công tơ sẽ nháy sáng đúng $1600$ lần.
d) Nếu hộ gia đình này nâng cấp hệ thống điện để mở xưởng may gia công với tổng công suất tiêu thụ thường xuyên là $9{,}5$ kW (ở điện áp $220$ V, hệ số công suất $\cos\varphi = 0{,}85$) thì vẫn có thể giữ nguyên công tơ này để sử dụng lâu dài.

Câu 2 (1,0 điểm). Một kỹ thuật viên tiến hành khảo sát và lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho tủ điện tổng và các nhánh của một căn hộ chung cư sử dụng điện áp $220$ V.
a) Aptomat (CB) là thiết bị vừa có thể dùng để đóng cắt mạch điện bằng tay, vừa tự động ngắt mạch khi có sự cố điện.
b) Giữa hai loại aptomat là MCB và RCBO, chỉ có RCBO mới có thêm chức năng bảo vệ chống dòng điện rò (chống điện giật cho người).
c) Nếu trên một aptomat nhánh có ghi thông số C16 – $4{,}5\text{ kA}$ thì aptomat đó chỉ cho phép dòng điện tối đa $16$ A đi qua khi ngắn mạch và sẽ tự cắt khi dòng điện làm việc vượt quá $4{,}5$ kA.
d) Cho biết tổng công suất tính toán của toàn căn hộ là $8800$ W, hệ số công suất chung $\cos\varphi = 0{,}85$, hệ số an toàn khi chọn aptomat tổng là $k_{at} = 1{,}25$. Kỹ thuật viên chọn aptomat tổng có dòng điện định mức $I_n = 63$ A là hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn.

Câu 3 (1,0 điểm). Khi tìm hiểu về cấu tạo, thông số và nguyên tắc lắp đặt của bộ phận công tắc và ổ cắm điện trong mạng điện sinh hoạt ($U = 220$ V), một nhóm học sinh đưa ra các nhận định sau:
a) Công tắc điện dùng để đóng cắt dòng điện cho các phụ tải công suất nhỏ, còn ổ cắm điện dùng để lấy điện cho các đồ dùng điện di động thông qua phích cắm.
b) Để tiết kiệm dây dẫn khi lắp đặt bảng điện gồm 1 công tắc và 1 ổ cắm, người thợ có thể mắc nối tiếp công tắc với ổ cắm điện trên cùng một nhánh dây pha.
c) Một ổ cắm điện kéo dài có ghi thông số tối đa $250\text{ V} - 10\text{ A}$ sẽ chịu được công suất tiêu thụ tối đa của các thiết bị thuần trở ($\cos\varphi = 1$) ở mạng điện $220$ V là $2200$ W.
d) Nếu dùng ổ cắm kéo dài ($250\text{ V} - 10\text{ A}$) nói trên để cấp điện đồng thời cho một bếp hồng ngoại ($2000$ W, $\cos\varphi = 1$) và một nồi cơm điện ($700$ W, $\cos\varphi = 1$) hoạt động cùng lúc ở chế độ nấu thì ổ cắm vẫn làm việc an toàn, không bị quá tải.

Câu 4 (1,0 điểm). Dây dẫn điện dùng trong mạng điện gia đình thường là loại dây đồng bọc vỏ cách điện PVC với nhiều quy cách tiết diện khác nhau như $1{,}0\text{ mm}^2$; $1{,}5\text{ mm}^2$; $2{,}5\text{ mm}^2$; $4{,}0\text{ mm}^2$; $6{,}0\text{ mm}^2$...
a) Cấu tạo cơ bản của dây dẫn điện bọc cách điện trong gia đình gồm hai phần chính là lõi dẫn điện bằng kim loại (thường là đồng) và lớp vỏ cách điện bằng nhựa.
b) Tiết diện lõi dây dẫn càng lớn thì điện trở của dây càng lớn và khả năng chịu tải dòng điện của dây dẫn đó càng giảm.
c) Đối với mạch điện chiếu sáng thông thường trong phòng ngủ (gồm các bóng đèn LED có tổng công suất khoảng $60$ W đến $100$ W), việc lựa chọn dây dẫn đồng có tiết diện $1{,}0\text{ mm}^2$ hoặc $1{,}5\text{ mm}^2$ là hợp lý, đảm bảo cả về độ bền cơ học và kinh tế.
d) Để kéo dây nguồn tổng từ công tơ điện vào tủ điện chính của một ngôi nhà có dòng điện tính toán cực đại $I_{tt} = 34$ A (biết mật độ dòng điện cho phép của dây đồng là $J = 5\text{ A/mm}^2$), chủ nhà chỉ cần chọn dây dẫn có tiết diện $4{,}0\text{ mm}^2$ là đủ an toàn.

Câu 5 (1,0 điểm). Một gia đình xây dựng mới khu vực phòng bếp và cần thiết kế mạch điện cấp nguồn cho các thiết bị sau: 01 bếp từ đôi ($P_1 = 4000$ W, $\cos\varphi_1 = 1$), 01 tủ lạnh ($P_2 = 250$ W, $\cos\varphi_2 = 0{,}8$), 01 nồi cơm điện ($P_3 = 850$ W, $\cos\varphi_3 = 1$) và hệ thống đèn LED chiếu sáng bếp ($P_4 = 44$ W, $\cos\varphi_4 = 1$). Mạng điện có điện áp $220$ V, mật độ dòng điện cho phép của dây đồng lấy $J = 5\text{ A/mm}^2$.
a) Hệ thống đèn LED chiếu sáng được điều khiển bằng công tắc điện, còn tủ lạnh và nồi cơm điện được kết nối với nguồn điện thông qua ổ cắm và phích cắm.
b) Do bếp từ đôi có công suất tiêu thụ rất lớn ($4000$ W), để đảm bảo an toàn, nên cấp điện cho bếp từ thông qua một aptomat (CB) riêng biệt thay vì dùng chung ổ cắm thông thường với các thiết bị khác.
c) Dòng điện định mức chạy qua bếp từ đôi khi hoạt động ở công suất tối đa là khoảng $18{,}18$ A.
d) Nếu tính toán chọn dây dẫn trục chính cấp điện cho toàn bộ khu vực phòng bếp (giả sử cả 4 thiết bị trên cùng hoạt động đồng thời ở công suất định mức), tiết diện dây đồng tiêu chuẩn nhỏ nhất cần chọn là $2{,}5\text{ mm}^2$.

Câu 6 (1,0 điểm). Trong quá trình kiểm tra, bảo dưỡng mạng điện gia đình ($U = 220$ V), người thợ điện phát hiện một số tình huống kỹ thuật tại các phòng chức năng như sau:
a) Tại phòng khách, các công tắc điều khiển đèn chùm đều được đấu nối trên dây pha ($L$); cách đấu nối này là đúng kỹ thuật và đảm bảo an toàn khi thay bóng đèn.
b) Tại phòng tắm, bình nước nóng gián tiếp ($2500$ W) có vỏ bằng kim loại đã được nối dây tiếp đất ($PE$) qua ổ cắm 3 chấu, giúp hạn chế nguy cơ điện giật cho người dùng nếu thanh gia nhiệt bị rò điện ra vỏ.
c) Tại phòng ngủ, khi bật thêm máy sưởi dầu ($2200$ W) cùng lúc với máy điều hòa ($1200$ W) và bàn là ($1000$ W) thì aptomat nhánh của phòng ngủ (loại MCB $16$ A) tự động nhảy cắt điện; nguyên nhân là do dòng điện rò xuống đất đã vượt quá $30\text{ mA}$.
d) Để khắc phục triệt để hiện tượng nhảy aptomat ở phòng ngủ nói trên (trong khi biết rõ dây dẫn âm tường của phòng ngủ hiện chỉ có tiết diện $1{,}5\text{ mm}^2$ với dòng điện cho phép tối đa là $9$ A), người thợ chỉ cần tháo bỏ aptomat $16$ A cũ và thay bằng một aptomat mới có dòng định mức $32$ A mà không cần thay dây dẫn.

--------- HẾT ---------

Họ và tên thí sinh: ................................................ Số báo danh: ........................

A. MA TRẬN PHÂN BỔ MỨC ĐỘ NHẬN THỨC

- Tổng số lệnh hỏi: $30$ câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn + $24$ ý hỏi Đúng/Sai ($6$ câu).
- Tỉ lệ mức độ nhận thức toàn bài (30% Biết – 40% Hiểu – 30% Vận dụng):
- Phần I (30 câu):
- Nhận biết (30% – 9 câu): Câu 1, Câu 2, Câu 3, Câu 4, Câu 5, Câu 6, Câu 7, Câu 8, Câu 9.
- Thông hiểu (40% – 12 câu): Câu 10, Câu 11, Câu 12, Câu 13, Câu 14, Câu 15, Câu 16, Câu 17, Câu 18, Câu 19, Câu 20, Câu 21.
- Vận dụng (30% – 9 câu): Câu 22, Câu 23, Câu 24, Câu 25, Câu 26, Câu 27, Câu 28, Câu 29, Câu 30.
- Phần II (6 câu = 24 ý):
- Nhận biết (7 ý $\approx 29{,}2\%$): 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 6b.
- Thông hiểu (10 ý $\approx 41{,}6\%$): 1b, 1c, 2b, 2c, 3b, 3c, 4b, 4c, 5b, 6c.
- Vận dụng (7 ý $\approx 29{,}2\%$): 1d, 2d, 3d, 4d, 5c, 5d, 6d.

B. BẢNG ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

1. Phần I: Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (7,5 điểm)

Mỗi câu trả lời đúng được 0,25 điểm.

Hướng dẫn giải các câu Vận dụng (Câu 22 – Câu 30):
- Câu 22 (Chọn B): Dòng điện định mức qua bình nước nóng là:

$$I = \dfrac{P}{U \cdot \cos\varphi} = \dfrac{2500}{220 \cdot 1} \approx 11{,}36\text{ A}$$

- Câu 23 (Chọn B): Dòng điện làm việc của điều hòa là:

$$I_{tt} = \dfrac{P}{U \cdot \cos\varphi} = \dfrac{1200}{220 \cdot 0{,}85} \approx 6{,}42\text{ A}$$

Dòng điện định mức của aptomat cần chọn: $I_{đm} = (1{,}2 \div 1{,}5) \cdot I_{tt} = (7{,}7 \div 9{,}63)\text{ A}$. Do đó, chọn aptomat tiêu chuẩn $10$ A là phù hợp nhất.
- Câu 24 (Chọn C): Dòng điện cực đại của bếp từ là:

$$I = \dfrac{P}{U \cdot \cos\varphi} = \dfrac{4400}{220 \cdot 1} = 20\text{ A}$$

Tiết diện dây dẫn tính toán: $S = \dfrac{I}{J} = \dfrac{20}{5} = 4{,}0\text{ mm}^2$. Chọn dây tiêu chuẩn $4{,}0\text{ mm}^2$.
- Câu 25 (Chọn C): Dòng điện tính toán cực đại của hộ gia đình là:

$$I_{tt} = \dfrac{P}{U \cdot \cos\varphi} = \dfrac{7500}{220 \cdot 0{,}85} \approx 40{,}11\text{ A}$$

Vì $I_{tt} \approx 40{,}11\text{ A}$ đã vượt quá giới hạn dòng cực đại của công tơ $10(40)$ A, nên phải chọn công tơ có thông số $20(80)$ A để đảm bảo làm việc an toàn, chính xác và có dự phòng.
- Câu 26 (Chọn C): Điện năng tiêu thụ là: $A = \dfrac{4000}{1600} = 2{,}5\text{ kWh}$.
- Câu 27 (Chọn A): Tổng dòng điện khi cả 3 thiết bị cùng hoạt động là:

$$I_{\Sigma} = \dfrac{1800}{220 \cdot 1} + \dfrac{1500}{220 \cdot 1} + \dfrac{1100}{220 \cdot 0{,}9} \approx 8{,}18 + 6{,}82 + 5{,}56 = 20{,}56\text{ A}$$

Vì $20{,}56\text{ A} > 16\text{ A}$ (dòng định mức của ổ cắm), nên ổ cắm sẽ bị quá tải nghiêm trọng.
- Câu 28 (Chọn A): Mạch đèn cầu thang điều khiển 1 đèn từ 2 vị trí bắt buộc sử dụng 2 công tắc 3 cực (công tắc 2 chiều).
- Câu 29 (Chọn A): Bình nước nóng trực tiếp trong môi trường ẩm ướt cần cả bảo vệ quá tải, ngắn mạch và chống dòng rò $30\text{ mA}$ nên phải dùng RCBO.
- Câu 30 (Chọn A): Dòng điện cho phép tối đa của dây $1{,}5\text{ mm}^2$ là $I_{cp} = S \cdot J = 1{,}5 \cdot 6 = 9\text{ A}$. Khi dòng điện lên tới $18$ A, dây dẫn đã quá tải gấp đôi nhưng aptomat $25$ A vẫn chưa tác động cắt mạch (vì $18\text{ A} < 25\text{ A}$), dẫn đến cháy hỏng dây dẫn.

2. Phần II: Trắc nghiệm Đúng/Sai (6,0 điểm)

Điểm tối đa của 01 câu hỏi là 1,0 điểm (Đúng 1 ý được 0,1 điểm; đúng 2 ý được 0,25 điểm; đúng 3 ý được 0,5 điểm; đúng cả 4 ý được 1,0 điểm).