Phạm vi: Bài 11–16 (Tai nạn điện; Biện pháp an toàn điện; Sơ cứu người bị tai nạn điện; Khái quát về mạch điện; Cảm biến và mô đun cảm biến; Mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến)
Phần 1: Cơ bản (18 bài)
Bài 1. Mạch điện là gì? Kể tên các thành phần cơ bản của mạch điện.
Bài 2. Nguồn điện có vai trò gì trong mạch điện? Cho 2 ví dụ về nguồn điện.
Bài 3. Nêu chức năng của dây dẫn trong mạch điện.
Bài 4. Kể tên 2 thiết bị đóng cắt mạch điện và 2 thiết bị bảo vệ mạch điện.
Bài 5. Dòng điện trong mạch điện kín chạy theo chiều nào?
Bài 6. Aptomat có tác dụng gì? Khi nào aptomat tự động ngắt mạch?
Bài 7. Cảm biến là gì? Cho 2 ví dụ về cảm biến.
Bài 8. Cảm biến ánh sáng được ứng dụng trong thiết bị nào? Nêu nguyên lí hoạt động đơn giản.
Bài 9. Cảm biến nhiệt độ được ứng dụng trong thiết bị nào?
Bài 10. Cảm biến độ ẩm đất được ứng dụng trong hệ thống nào?
Bài 11. Mô đun cảm biến gồm những thành phần chính nào?
Bài 12. Trong mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến, rơ le có vai trò gì?
Bài 13. Vẽ sơ đồ khối mạch điện điều khiển sử dụng mô đun cảm biến.
Bài 14. Nêu 3 nguyên nhân gây tai nạn điện và cách phòng tránh tương ứng.
Bài 15. Khi phát hiện người bị điện giật, nêu các bước sơ cứu ban đầu.
Bài 16. Vì sao không được dùng tay trần kéo nạn nhân đang còn tiếp xúc với nguồn điện?
Bài 17. Nêu 3 biện pháp an toàn điện trong gia đình.
Bài 18. Kể tên 3 vật cách điện và 3 vật dẫn điện.
Phần 2: Nâng cao (8 bài)
Bài 19. Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống đèn đường tự động sử dụng cảm biến ánh sáng. Nêu 2 lợi ích của hệ thống này.
Bài 20. Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống tưới cây tự động sử dụng cảm biến độ ẩm đất.
Bài 21. Một mạch điện gồm pin, công tắc, dây dẫn và bóng đèn. Khi đóng công tắc mà đèn không sáng, hãy nêu các nguyên nhân có thể và cách kiểm tra từng nguyên nhân.
Bài 22. So sánh cảm biến ánh sáng và cảm biến nhiệt độ về đại lượng cảm nhận và ứng dụng. Cho ví dụ mỗi loại.
Bài 23. Nhà bạn Bình có một phòng học dùng đèn cảm biến chuyển động. Hãy giải thích vì sao đèn tự bật khi có người vào và tự tắt khi không có người. Nêu 2 lợi ích của loại đèn này.
Bài 24. Đề xuất một hệ thống điều khiển tự động đơn giản cho gia đình em (ví dụ: quạt tự động, đèn tự động...). Nêu cảm biến sử dụng, nguyên lí hoạt động và lợi ích.
Bài 25. Một bạn học sinh cho rằng "cảm biến càng nhạy càng tốt". Em có đồng ý không? Vì sao? Lấy ví dụ minh họa.
Bài 26. Phân tích tình huống: Một hộ gia đình lắp cảm biến độ ẩm đất để tưới cây tự động nhưng cây vẫn bị úng nước. Nêu các nguyên nhân có thể và cách khắc phục.
Đáp án
Phần 1:
- Mạch điện là hệ thống gồm nguồn điện, dây dẫn, thiết bị tiêu thụ điện và các thiết bị đóng cắt, bảo vệ nối với nhau thành vòng kín để dòng điện chạy qua.
- Nguồn điện cung cấp năng lượng điện cho mạch hoạt động. Ví dụ: pin, acquy, nguồn điện lưới.
- Dây dẫn truyền điện từ nguồn điện đến thiết bị tiêu thụ điện.
- Thiết bị đóng cắt: công tắc, cầu dao. Thiết bị bảo vệ: aptomat, cầu chì.
- Dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm của nguồn điện (theo quy ước).
- Aptomat tự động ngắt mạch khi quá tải hoặc ngắn mạch, bảo vệ mạch điện và thiết bị.
- Cảm biến là thiết bị cảm nhận và biến đổi các tín hiệu từ môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm...) thành tín hiệu điện. Ví dụ: cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ.
- Đèn đường tự động. Khi trời tối, cường độ ánh sáng giảm xuống dưới ngưỡng, cảm biến ra lệnh bật đèn; khi trời sáng, cảm biến ra lệnh tắt đèn.
- Điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, lò nướng, máy nước nóng.
- Hệ thống tưới cây tự động.
- Cảm biến, mạch xử lí tín hiệu và đầu ra điều khiển (rơ le).
- Rơ le đóng/ngắt mạch điện của thiết bị chấp hành theo lệnh từ mạch xử lí.
- Cảm biến → Mạch xử lí (mô đun cảm biến) → Thiết bị chấp hành (rơ le, động cơ, đèn...) ← Nguồn điện.
- Dây hở vỏ cách điện → thay dây mới; tay ướt chạm thiết bị → lau khô tay; quá tải ổ cắm → không cắm nhiều thiết bị, lắp aptomat.
- Ngắt nguồn điện; dùng vật cách điện tách nạn nhân; kiểm tra hô hấp, mạch; hô hấp nhân tạo/ép tim nếu ngừng thở; gọi cấp cứu 115.
- Vì dòng điện truyền qua cơ thể nạn nhân sẽ giật cả người cứu.
- Ngắt điện trước khi sửa chữa; lau khô tay trước khi dùng thiết bị điện; lắp aptomat chống rò điện; kiểm tra dây dẫn định kỳ.
- Vật cách điện: gỗ khô, nhựa, cao su. Vật dẫn điện: đồng, nhôm, sắt.
Phần 2:
- Cảm biến ánh sáng đo cường độ ánh sáng môi trường; khi trời tối (ánh sáng dưới ngưỡng), mô đun cảm biến ra lệnh cho rơ le đóng mạch, đèn sáng; khi trời sáng, cảm biến ra lệnh ngắt mạch, đèn tắt. Lợi ích: tiết kiệm điện, không cần bật/tắt thủ công, tăng an toàn giao thông.
- Cảm biến độ ẩm đất đo độ ẩm của đất; khi đất khô (độ ẩm dưới ngưỡng), mô đun cảm biến ra lệnh cho rơ le đóng mạch, máy bơm chạy tưới nước; khi đất đủ ẩm, cảm biến ra lệnh ngắt mạch, máy bơm dừng.
- Nguyên nhân và cách kiểm tra: pin hết điện (thay pin mới); dây dẫn đứt (kiểm tra, nối lại); công tắc hỏng (thay công tắc); bóng đèn cháy (thay bóng mới); tiếp xúc kém ở các đầu nối (siết chặt đầu nối).
- Cảm biến ánh sáng cảm nhận cường độ ánh sáng — ứng dụng: đèn đường tự động. Cảm biến nhiệt độ cảm nhận nhiệt độ — ứng dụng: điều hòa, tủ lạnh.
- Cảm biến chuyển động phát hiện sự di chuyển của người trong phạm vi cảm biến, gửi tín hiệu bật đèn; khi không còn chuyển động sau một thời gian, cảm biến ra lệnh tắt đèn. Lợi ích: tiết kiệm điện, tiện lợi, tăng an toàn khi đi lại ban đêm.
- Bài tập mở: chấm theo tính hợp lí — nêu đúng cảm biến phù hợp, nguyên lí hoạt động rõ ràng (cảm biến → xử lí → chấp hành), lợi ích thực tế.
- Không đồng ý hoàn toàn. Cảm biến quá nhạy dễ bị nhiễu, báo động giả (ví dụ: cảm biến chuyển động quá nhạy bật đèn khi mèo chạy qua; cảm biến ánh sáng quá nhạy tắt đèn khi có mây che). Cần chọn độ nhạy phù hợp với nhu cầu sử dụng.
- Nguyên nhân: ngưỡng độ ẩm đặt quá cao; cảm biến đặt sai vị trí (chỗ trũng, gần nguồn nước); cảm biến hỏng; hệ thống tưới quá mạnh. Khắc phục: điều chỉnh ngưỡng độ ẩm thấp hơn, đặt cảm biến đúng vị trí đại diện, kiểm tra/thay cảm biến, giảm lưu lượng tưới.