Mạch có công suất 5kW, nguồn 220V. Cầu chì cần có dòng định mức tối thiểu bao nhiêu?

Thông số "In" trên aptomat (còn gọi là CB – Circuit Breaker) là dòng điện định mức. Dòng điện định mức là giá trị dòng điện lớn nhất mà aptomat có thể chịu đựng được trong điều kiện làm việc bình thường mà không bị quá nhiệt hoặc hư hỏng. Khi dòng điện vượt quá giá trị định mức này, aptomat sẽ tự động ngắt mạch để bảo vệ mạch điện và các thiết bị điện khác khỏi bị hư hỏng do quá tải.

* A. Dòng điện ngắt: Là khả năng của aptomat ngắt dòng điện ngắn mạch, thường được ký hiệu là Icu hoặc Icn.
* B. Điện áp định mức: Là điện áp mà aptomat được thiết kế để hoạt động bình thường.
* C. Công suất tối đa: Không phải là thông số trực tiếp hiển thị trên aptomat.
* D. Dòng điện định mức: Là dòng điện lớn nhất mà aptomat có thể chịu được liên tục, ký hiệu là In.

MCB (Miniature Circuit Breaker) là aptomat loại nhỏ, thường được sử dụng trong các mạch điện dân dụng và công nghiệp nhỏ để bảo vệ quá tải và ngắn mạch với dòng điện định mức không quá lớn (thường dưới 100A). MCCB (Molded Case Circuit Breaker) là aptomat dạng khối, có khả năng cắt dòng lớn hơn MCB, thường được sử dụng trong các mạch điện công nghiệp lớn, có dòng điện định mức lớn hơn 100A và khả năng điều chỉnh dòng cắt. Do đó, đáp án D là chính xác nhất.

Các đáp án khác không chính xác vì:
- A: Cả MCB và MCCB đều có khả năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- B: Cả MCB và MCCB đều có thể được sử dụng ở điện áp thấp. MCCB có thể sử dụng ở điện áp cao hơn nhưng không có nghĩa là MCB không dùng cho điện áp thấp.
- C: MCCB thường lớn hơn MCB về kích thước do khả năng chịu dòng và cắt dòng lớn hơn.

Khi chọn cầu chì, các thông số quan trọng cần xem xét bao gồm:

* Điện áp danh định: Cầu chì phải có điện áp danh định lớn hơn hoặc bằng điện áp của mạch điện để đảm bảo an toàn khi hoạt động.
* Dòng điện ngắn mạch: Khả năng cắt dòng ngắn mạch của cầu chì phải đủ lớn để bảo vệ mạch điện khỏi dòng ngắn mạch lớn.
* Nhiệt độ môi trường: Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cầu chì. Cần chọn cầu chì phù hợp với nhiệt độ môi trường nơi nó được lắp đặt.

Tần số dòng điện ít ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn cầu chì trong hầu hết các ứng dụng thông thường. Do đó, tần số dòng điện không phải là một thông số chính cần quan tâm khi chọn cầu chì.

Vậy đáp án đúng là D. Tần số dòng điện.

Aptomat (còn gọi là cầu dao tự động, CB) có hai loại chính là aptomat nhanh và aptomat chậm. Aptomat nhanh tác động gần như tức thời khi có dòng quá tải hoặc ngắn mạch, trong khi aptomat chậm có khả năng chịu đựng dòng quá tải trong một khoảng thời gian ngắn trước khi ngắt mạch. Điều này là do cơ chế hoạt động khác nhau của hai loại aptomat này. Aptomat chậm thường dùng lưỡng kim, khi dòng điện quá tải đi qua, lưỡng kim nóng lên và cong lại, sau một khoảng thời gian nhất định mới đủ để tác động cơ cấu ngắt mạch. Vì vậy, đáp án đúng là D. Các đáp án còn lại không liên quan đến sự khác biệt giữa aptomat nhanh và chậm.

Công suất được tính theo công thức P = √3 * U * I * cosφ, trong đó:
- U là điện áp (380V)
- I là dòng điện (40A)
- cosφ là hệ số công suất (thường được lấy là 0.8 cho các thiết bị điện thông thường)

Vậy P = √3 * 380V * 40A * 0.8 ≈ 21058.9 W ≈ 21.1 kW

Tuy nhiên, không có đáp án nào chính xác là 21.1kW. Trong các đáp án, 23.2kW có vẻ gần nhất nếu hệ số công suất cosφ cao hơn 0.8, nhưng thông thường hệ số công suất ít khi vượt quá 0.9. Vì vậy, có thể có sự sai sót trong các đáp án hoặc đề bài có thể yêu cầu một cách tính khác (ví dụ, bỏ qua hệ số công suất hoặc sử dụng một giá trị hệ số công suất khác).

Vì không có đáp án nào hoàn toàn chính xác, ta chọn đáp án gần đúng nhất trong các đáp án đã cho, là 23.2kW, với lưu ý rằng kết quả này có thể không hoàn toàn chính xác trong thực tế.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, với cosφ=1 (trường hợp lý tưởng), ta có: P = √3 * 380 * 40 = 26332 W = 26.33 kW. Trong các đáp án đã cho, 28.6kW là gần nhất, tuy nhiên, điều này là không thực tế.