(SKKN HAY NHẤT) một số giải pháp nâng cao hiệu quả làm bài tập phần truyền tải điện năng cho học sinh lớp 12 trường THPT nguyễn trãi

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM BÀI TẬP PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI Người thực hiện: Nguyễn Thị Kiều Oanh Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lý THANH HÓA, NĂM 2021 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC TT Mục Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sá kinh nghiệm 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm đối vớ giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục đề tài sáng kiến kinh nghiệm UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mở đầu 1.2 Lý chọn đề tài: Trong chương trình vật lí 12, tập truyền tải điện phần điện xoay chiều thường khó, đa số em không làm phương pháp giải chưa đủ tối ưu nên không đủ thời gian để giải dẫn đến kết thi không cao Đặc biệt câu truyền tải điện câu dùng để phân loại học sinh giỏi, việc lĩnh hội kiến thức lý thuyết, vận dụng lý thuyết để có kỹ giải làm chủ cách giải dạng toán phần vấn đề khơng dễ, địi hỏi người thầy phải chủ động kiến thức phải có phương pháp hướng dẫn học sinh giải tập cách ngắn gọn, dễ hiểu, dễ nhớ đáp ứng yêu cầu Với mong muốn tìm phương pháp giải tốn trắc nghiệm cách nhanh chóng, linh hoạt, giúp em học sinh cảm thấy đơn giản việc giải tập trắc nghiệm phần truyền tải điện Bản thân giáo viên trực tiếp giảng dạy mơn vật lí trường phổ thơng, với kiến thức kinh nghiệm thực tiễn mình, tơi ln trăn trở phải tìm giải pháp tối ưu để hệ thống kiến thức lý thuyết kết hợp với tập điển hình, sau phân chúng thành dạng từ đưa phương pháp giải cho dạng Chính vậy, chọn đề tài “MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM BÀI TẬP PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI’’ cho SKKN với hy vọng tập tài liệu giúp ích cho em học sinh trình kiểm tra, thi cử đạt kết cao q trình học tập, em tự học tổ chức, hướng dẫn giáo viên theo bước đề tài phát triển tư độc lập, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú, tạo niềm tin niềm vui học tập cho học sinh Trong đề tài tập hệ thống lại phân dạng đầy đủ, lơgic, xúc tích ý nghĩa vật lí nhấn mạnh đồng thời đảm bảo tính thực tiễn tính cập nhật theo đề thi GDĐT Nên tin sau giáo viên hướng dẫn học sinh tự học tiến trình đề tài tơi hiệu học tập nâng lên rõ rệt tập truyền tải điện không cịn phần khó học sinh tất phân loại thành dạng có phương pháp giải cụ thể, dễ hiểu, ngắn gọn ví dụ minh hoạ rõ ràng UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.3 * Mục đích nghiên cứu Đối với giáo viên: Dùng kiến thức để làm phong phú hấp dẫn giảng liên quan * Đối với học sinh: Giúp em hiểu sâu thêm kiến thức học lớp, biết thêm nhiều kiến thức có liên quan, đồng thời phần cảm nhận vẻ đẹp mơn Vật lí mà em u thích 1.4 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 12: Trong năm học 2020- 2021 - Lý thuyết truyền tải điện - Phân loại dạng tập phần truyền tải điện đưa phương pháp giải 1.5 Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành đề tài chọn phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Đọc sách giáo khoa phổ thông, sách đại học, sách tham khảo phần toán truyền tải điện - Phương pháp thống kê: Chọn tốn có chương trình phổ thơng gần gũi với đời sống ngày - Phương pháp phân tích tổng hợp kinh nghiệm trình giảng dạy thực tế đời sống UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nội dung 2.2 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Khảo sát truyền tải điện Giả sử ta cần truyền công suất điện P từ nhà máy đến nơi tiêu thụ đường dây dẫn có điện trở tổng cộng R Ta có: ( tồn mạch) Trong đó: U hiệu điện nhà máy I cường độ dịng điện chạy dây dẫn Khi đó: Dây dẫn có điện trở R, cơng suất hao phí tỏa nhiệt Khi cơng suất có ích là: Hiệu suất trình truyền tải điện năng: Độ giảm điện áp (Độ giảm đường dây): Điện trở dây dẫn: (m) độ dài dây dẫn điện trở suất (đơn vị ) tiết diện dây dẫn Cách giảm hao phí Ta có: Do P, xác định muốn giảm hao phí ta giảm R tăng U Giảm R có hạn chế muốn giảm ta phải thay dây dẫn vật liệu khác (giảm ), ví dụ thay dây đồng dây bạc, dây siêu dẫn,… Điều tốn kém, mà hao phí lại giảm Nếu khơng thay dây dẫn khác, ta tăng tiết diện dây đồng làm điện trở giảm Thế tăng UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tiết diện khối lượng dây dẫn tăng lên, cột điện phải tăng lên để chịu trọng lượng dây dẫn nên lựa chọn tốt Như vậy, ta khơng nên giảm để giảm hao phí Do người ta lựa chọn phương án tăng U để giảm hao phí đường dây Điều thực dễ dàng nhờ máy biến áp, tăng lên lần hao phí giảm lần, nên thực tế, để giảm hao phí người ta tăng điện áp trạm phát Trước đến nơi tiêu thụ, điện áp dây phải qua trạm biến áp (cụ thể hạ áp) để tạo hiệu điện phù hợp cho nơi tiêu thụ 3.Sơ đồ truyền tải điện có sử dụng máy biến áp - Tải tiêu thụ: - Máy hạ áp B: - Trên dây: - Máy tăng áp A: 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Với hình thức đề thi trắc nghiệm môn vật lý năm gần ngày dài khó Hơn nữa, yêu cầu xã hội ngày cao nên nội dung đề thi phải đáp ứng sàng lọc phân hóa rõ nét, yêu cầu kiến thức ngày cao tất yếu Mặt khác, với hình thức thi này, thời gian dành cho câu hỏi tập ngắn có 1,25 phút Nếu học sinh khơng cung cấp công thức tổng quát công thức hệ dạng tập để tìm kết nhanh khơng thể đủ thời gian để hoàn thành tốt làm kỳ thi kiểm tra Ngồi khó khăn chung phần kiến thức tập truyền tải điện ln phần khó học sinh chương trình Vật lí Trong mục 1; tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 1;2, UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com THPT, đọc đề học sinh thường khơng định hướng cách giải chưa nói đến giải nhanh, xác để phù hợp với đề thi TNKQ 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề Trong đề tài này, tơi xin chia tốn truyền tải điện thành dạng : DẠNG 1: BÀI TỐN VỀ HAO PHÍ TRÊN ĐƯỜNG DÂY, CƠNG SUẤT NƠI TIÊU THỤ VÀ HIỆU SUẤT TRUYỀN TẢI ĐIỆN Phương pháp Lý thuyết: ~ I Cường độ hiệu dụng chạy đường dây: cos Độ giảm đường dây:U P IR Cơng suất hao phí đường dây:P I Khi công suất đưa lên đường dây không đổi, điện áp tăng n lần cơng suất hao phí giảm n lần Điện hao phí đường dây sau thời gian t:A P.t h Phần trăm hao phí: Hiệu suất truyền tải:H Điện trở tính theo cơng thức : R = ρ UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài toán tổng quát: Nếu điện áp truyền U1 tương ứng hiệu suất truyền tải điện H1 Nếu điện áp truyền U2 tương ứng hiệu suất truyền tải điện H2 Tính khi: a)Cơng suất truyền khơng đổiP const b) Công suất nhận không đổiP / const Giải: Ta có hiệu suất truyền tải:H VớiP I H a Công suất truyền không đổi P U cos const : Từ (2) b Công suất nhận không đổi P / const : U 2 U1 U Từ (2) Ví dụ 1: Người ta cần truyền công suất điện 200 kW từ nguồn điện có điện áp 5000 V đường dây có điện trở tổng cộng 20 hệ số công suất Độ giảm đường dây truyền tải A 800 V Ví dụ 2: Một máy phát điện xoay chiều có cơng suất 1000 kW Dịng điện phát sau tăng truyền xa dây dẫn có tổng chiều dài 200 km, có đường kính 0,39 cm làm hợp kim có điện trở suất 1,8.10-8 m Biết hệ số cơng suất đường dây Tính cơng suất hao phí đường dây điện áp đưa lên 50 kV ? A 0,3 MW /// P1P2PU2 14 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ví dụ 1: Người ta truyền tải điện đến nơi tiêu thụ đường dây pha có điện trở R Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây 220V hiệu suất truyền tải điện 60% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90%mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ khơng thay đổi điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây bao nhiêu? A 359,26V B 330V C 440V D 146,67V Giải: Áp dụng công thức: Ví dụ 2: Điện truyền từ nơi phát đến khu dân cư đường dây pha với hiệu suất truyền tải 80% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90%mà công suất truyền đến nơi tiêu thụ khơng thay đổi ta cần thay đổi cường độ dòng điện nào? A Tăng Giải: Ta có: H H P1 P H Do 2 I2 I1 Ví dụ 3: Trong trình truyền tải điện từ máy phát điện đến nơi tiêu thụ, biết công suất nơi tiêu thụ giữ không đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tải U độ giảm đường dây 0,1U Giả sử hệ số cơng suất nơi tiêu thụ Để hao phí truyền tải giảm 100 lần so với trường hợp đầu điện áp đưa lên đường dây A 10,01U Giải: Áp dụng công thức: U2 n a U Mà U1 U U U 0,1U 1,1U U2 10,01U Ví dụ 4: Từ trạm điện, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ đường dây tải pha Biết công suất truyền đến nơi tiêu thụ ln khơng đổi, điện áp cường độ dịng điện pha Ban đầu, trạm điện chưa sử n (1 a) dụng máy biến áp điện áp hiệu dụng trạm điện 1,2375 lần điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ Để công suất hao phí đường dây truyền tải giảm 15 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 100 lần so với lúc ban đầu trạm điện cần sử dụng máy biến áp có tỉ lệ số vịng dây cuộn thứ cấp với cuộn sơ cấp A 8,1 Giải: Ta có: Áp dụng: Thay số ta có: Ví dụ 5: Điện tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ dây dẫn có điện trở thuần, độ giảm dây điện áp hiệu dụng nơi tiêu thụ Để giảm hao phí đường dây 100 lần (công suất tiêu thụ không đổi, coi điện áp nơi tiêu thụ pha với dịng điện) phải nâng điện áp hiệu dụng nơi phát lên: A 8,515 lần B 8,94 lần C 9,98 lần D 10,125 lần Giải: Khi Khi đó: DẠNG 4: BÀI TỐN QUAN HỆ CƠNG SUẤT HAO PHÍ VÀ CÔNG SUẤT CUỐI ĐƯỜNG DÂY Phương pháp Lý thuyết: Nếu cho biết cơng suất hao phí đường dây a% cơng suất đưa lên đường dây ta có: P a%P I R a%UI cos IR a%U cos U a%U cos Nếu cho biết công suất hao phí đường dây a% cơng suất nhận cuối đường dây ta có: Ví dụ 1: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 40 Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 50 A, cơng suất hao phí đường dây 5% công suất đưa lên đường dây A Công suất đưa lên A A 20 kW B 200 kW C MW D kW 16 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giải: P a%P I R 0, 05P 50 40 0, 05P P 2.106 (W) Ví dụ 2: Điện truyền tải từ A đến B hai dây có hệ số cơng suất 0,96 Cơng suất hao phí dây tải điện 5% công suất đưa lên đường dây A Nếu điện áp đưa lên đường dây 4000 V độ giảm đường dây A 20 kV Giải: P a%P a%UI cos I R a%UI cos U a%U cos 0, 05.4000.0,96 192 V Ví dụ 3: Điện truyền tải từ A đến B hai dây đồng có điện trở tổng cộng 5Ω Cường độ hiệu dụng đường dây tải điện 100 A, công suất tiêu hao dây tải điện 2,5 % công suất tiêu thụ B Công suất tiêu thụ B A 20 kW B 200 kW C MW D kW Giải: Áp dụng cơng thức ta có: Chú ý: Nếu nơi tiêu thụ dùng máy hạ áp cơng suất hao phí đường dây a% cơng suất tiêu thụ tải thì:N N1 R Điện áp đưa lên đường dây lúc là: U U1 U U1 I1 R Ví dụ 4: Người ta truyền tải điện từ A đến B hệ thống dây dẫn từ có điện trở cường độ dòng điện hiệu dụng dây 60 A Tại B dùng máy hạ lí tưởng Cơng suất hao phí dây 5% cơng suất tiêu thụ B điện áp cuộn thứ cấp máy hạ có giá trị hiệu dụng 300 V ln pha với dịng điện qua cuộn thứ cấp Tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp máy hạ Ví dụ : Điện tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp dây tải điện pha có điện trở R = 30 Biết điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ áp 2200 V 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp 17 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com máy hạ áp 100 A Bỏ qua tổn hao lượng máy biến áp Coi hệ số công suất Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp máy tăng áp Giải: U2 U1 U U1 U U1 I1R 2200 10.30 2500 Vậy: U = 2500 V Trong mục loại tập dạng tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 2,3 18 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Nội dung sáng kiến kinh nghiệm kiểm nghiệm qua thực tế giảng dạy năm qua, tơi cảm thấy tự tin tơi thấy có hiệu tốt học sinh Cụ thể như: năm học 2020 – 2021 trực tiếp dạy vật lí lớp 12 C 1, 12 C3 tiến hành áp dụng nội dung đề tài thu kết sau: Kết điểm kiểm tra phần truyền tải điện Lớp thực nghiệm 12C1 (SS 44) Qua thực tế cho thấy, tỉ lệ xếp loại khá, giỏi lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng, số bị điểm thấp khơng nhiều Điều cho thấy lớp thực nghiệm, khả tổng hợp, ghi nhớ kiến thức tốt so với lớp đối chứng Các em có khả nhớ kiến thức lí thuyết cách hệ thống, hiệu từ việc trình dạy – học em ơn tập củng cố hệ thống câu hỏi trắc nghiệm giúp em hiểu bài, lĩnh hội kiến thức Khi sử dụng đề tài vào thực tế giảng dạy cảm thấy tự tin tất tốn phân loại thành dạng có phương pháp giải cụ thể, dễ hiểu ngắn gọn, ví dụ minh hoạ rõ ràng Và đạt kết định: học sinh tích cực tham gia giải tập, nhiều em tiến nhanh, nắm vững kiến thức tạo hứng thú say mê học tập mơn Vật lý Từ phát huy khả tự giác, tích cực học sinh, giúp em bồi dưỡng khả tự học tự phân dạng cho dạng toán chương trình 19 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận: Qua thực tế sử dụng chuyên đề “MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM BÀI TẬP PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI’’ q trình giảng dạy, tơi rút nhiều ưu điểm sau: Đối với giáo viên: Dùng tài liệu để dạy kiến thức truyền tải điện dễ tập phân loại rõ ràng, đầy đủ Đối với học sinh: giúp em tự học tổ chức hướng dẫn giáo viên trình bày theo bước lơgic đề tài góp phần hình thành phương pháp nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin niềm vui học tập cho học sinh Phát triển tư độc lập, sáng tạo, tiếp tục tận dụng ưu điểm phương pháp làm tự luận truyền thống dần làm quen rèn luyện kĩ làm thi trắc nghiệm Với kiến thức vốn có tiếp thu q trình giảng dạy tơi cố gắng trình bày cho hợp lí, đầy đủ phần chương phù hợp với sách giáo khoa Tuy nhiên, thiếu kinh nghiệm việc viết đề tài khả có hạn, nên chắn đề tài khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy, cô giáo Hy vọng rằng, đề tài nguồn tài liệu tham khảo có ích giáo viên học sinh THPT 3.2 Kiến nghị: Để việc áp dụng đề tài hiệu tốt + Trong trình hướng dẫn học sinh học lý thuyết làm dạng tập giáo viên cần giúp em hiểu tự xây dựng cơng thức khơng thuộc lịng cơng thức cuối cùng, điều dẫn đến vào phịng thi qn nhớ nhầm cơng thức áp dụng làm + Do thời gian dạy lớp cho phần không nhiều mà nội dung kiến thức vừa lớn lại vừa khó, đồng thời để bồi dưỡng khả tự học học sinh giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh nội dung cốt lõi cho học sinh nhà tự nghiên cứu chuyên đề sau cần trả lời vấn đề học sinh khúc mắc Xin chân thành cảm ơn ! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết 20 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tài liệu tham khảo [1] Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực chương trình SGK lớp 12- môn Vật lý - Bộ GD ĐT- Nxb GD - 2007 [2] Kinh nghiệm luyện thi Vật lý 12 tập – Chu Văn Biên – Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2020 [3] Bồi dưỡng học sinh giỏi tập – Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên) – Nhà xuất tổng hợp TP Hồ Chí Minh, 2013 [4] Chuyên đề điện xoay chiều – Tăng Hải Luân [5] Tuyển chọn dạng toán hay lạ khó – Chu Văn Biên – Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2016 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Thị Kiều Oanh Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Nguyễn Trãi TT Tên đề tài SKKN Sử dụng phương pháp nguồn tương đương để giải tập điện chiều nhanh gọn hiệu Bài toán tụ điện không mẫu mực Hướng dẫn học sinh giải tập định tính chương động lực học lớp 10 cách nhanh gọn xác Phương pháp giải nhanh tập TNKQ chương VII Vật lý 11 giúp học sinh ôn thi THPT Quốc gia Giải pháp giúp học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Trãi làm tốt tập phần sóng UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Kết luận: Qua thực tế sử dụng chuyên đề “MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM BÀI TẬP PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI’’ trình giảng dạy, tơi rút nhiều ưu... với tập điển hình, sau phân chúng thành dạng từ đưa phương pháp giải cho dạng Chính vậy, tơi chọn đề tài “MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM BÀI TẬP PHẦN TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG CHO HỌC SINH LỚP... Nếu điện áp truyền tải điện kV hiệu suất truyền tải 80% Nếu tăng điện áp truyền tải lên kV hiệu suất truyền tải A B C D Giải: Ví dụ 3: Hiệu suất truyền tải điện công suất P từ máy phát điện đến