về dũng điện một chiờu cho cỏc |
giỏ trị tức thời của dũng điện : xoay chiều
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
C Trong mạch điện cú nhiều |
điện trở mắc nối tiếp thỡ hiệu - điện thế hai đõu mạch điện bằng ' tổng cỏc hiệu điện thế thành :
phần
Ư =U ,+ÙU + +Ù,
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
— Một đại lượng xoay chiều hỡnh | sin được biểu diễn bằng một
vectơ quay cú độ dài tỉ lệ với giỏ |
trị hiệu dụng của đại lượng đú — Cac vecto quay duoc vộ trong 3 một mặt phẳng, trong đú đó chọn một hướng làm gốc và một : chiều dương xỏc định để tớnh cỏc - súc pha HS tự hoàn thành bảng 14.1 .O Cú thể ỏp dụng cỏc định luật về | dũng điện một chiờu cho cỏc giỏ trị
:nào của dũng điện xoay chiều (tức
- thời hay hiệu dụng) ?
ễ Trong mạch xoay chiều gồm nhiều
: đoạn mạch mắc nối tiếp thỡ điện ỏp
: tức thời giữa hai đầu của mạch bằng
: tổng đại số cỏc điện ỏp tức thời giữa
- hai đầu của từng đoạn mạch ấy - O Hoàn thành yờu cầu CI
ễ Khi giải cỏc bài toỏn về mạch điện
- xoay chiều, ta phải cộng đại số cỏc
3 diện ap tức thời Tuy nhiờn, chỳng
: đều là những đại lượng xoay chiều : hỡnh sin, cựng tần số Do vậy chỳng ta can su dung dộn phuong phap gian - đồ Fre-nen
: O Trong phương phỏp giản đụ Fre-
: nen, một đại lượng xoay chiều hỡnh
: sin được biểu diễn như thế nào ? Cỏc
: gúc pha được xỏc định như thế nào ?
- ễ, Mặt phẳng biểu diễn cỏc vectơ gọi
Wa mat phang pha Chiộu duong da
: chọn gọi là chiờu dương của pha GV cú thể vẽ hỡnh để giới thiệu cho
- HS cỏch biểu diễn và cỏch xỏc định
súc giữa cỏc vetơ quay
Trang 2
C2 HS dựa vào từng trường hợp :
trong 3
trường hợp mạch chỉ cú điện trở :
thuần thỡ wu va i cựng pha nờn : để giải thớch Vớ dụ
cỏc vecfơ quay cú cựng phương : và gúc giữa hai vectơ là bằng 0 — Trong phương phỏp giản đồ : Fre-nen, phộp cộng đại số được :
thay thế bằng phộp tổng hợp cỏc :
vecfơ quay tương ứng
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
-GV đặt cỏc cõu hỏi để HS trả lời,
đụng thời hướng dẫn để HS tự hoàn
: thành cỏc nội dung như ở bảng 14.1
- O Hoàn thành yờu cầu C2
: Chỳ ý cỏch biểu diễn cỏc vectơ sớm pha, trộ pha
_O Trong phương phỏp giản đụ Fre- : nen, phộp cộng đại số được thể hiện
nhu thộ nao ?
: ễ Khi sử dụng phương phỏp giản đồ : Fre-nen, cỏc thụng tin về đại số phải
: tớnh (giỏ trị hiệu dụng, độ lệch pha)
được hoàn toàn xỏc định bằng cỏc
: tớnh toỏn trờn giản đồ tương ứng
Hoạt động 3
Phỏt biểu định luạt ễm cho mạch :
điện xoay chiều cú R, L, C mắc nối : tiếp Thảo luận nhúm, đại diện trả lời : Điện ỏp tức thời : U=Uptuy,+uc Hệ thức tương ứng : U =Upg+U; +ÚỨc trong đú : Ủy = RI;U¿ =Z,1;Uc =Zcl và Up//I;Uy; LIUc LT
- ễ, Muốn xõy dựng hệ thức của định
: luật ễm cho một mạch điện, ta tim
- hệ thức giữa Ù và I trong mạch điện
- đú,
Xột mach diộn co R, L, C mac noi
.-tiếp Giả sử đặt vào hai đầu đoạn
mach một điện ỏp tức thoi w = UA|2cosa! : O Viết hệ thức giữa cỏc điện ỏp tức : thời trong mạch ? : O Nếu biểu diễn cỏc điện ỏp tức thời : đú bằng cỏc vectơ quay thỡ ta cú hệ : thức như thế nào ? Cỏc vectơ đú như
: thộ nao so với vectơ biểu diễn cường
- độ dũng điện ?
Trang 3
Ca nhan hoan thanh nhiộm vu dua vao huộng dan cua GV Theo giản đồ, ta cú : U^=Up+Uƒc =| R ~~ Z, Ze l U 2 2 R“ˆ+.ZL-Zc) —
Đõy được gọi là hệ thức của định :
luật ễm cho đoạn mạch xoay :
chiờu cú #, L, C mắc nối tiếp Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
Khi Zr <Zo ta cú Lic =Z,-Z,
vậy hệ thức của định luật ễm và 3
tổng trở Z luụn đỳng với moi gia : : và dat .Ộ, Nếu đặt : thỡ ta cú ức : O Hóy biểu diễn cỏc vectơ quay trờn : cựng một giản do - GV hướng dẫn HS cỏch tổng hợp cỏc : vecto quay : : Bước I : tổng hợp hai vectơ U, Uc, vecto tổng hợp là 3 Uric =U, 4+UÂ, ta cú : lUxc|=1Z„—Zcl:
: Bước 2 : tổng hợp hai vectơ U,c,Ủy : (vectơ tổng hợp sẽ sớm pha hay trễ
: pha hon vecto 7 là do độ lớn của VẤN
: SO VỚI Z,
- O Hóy tỡm hệ thức của định luật ễm
- từ giản đồ Fre-nen ?
: Gợi ý : tỡm độ lớn của vectơ tổng hợp : dựa vào định lớ Pi-ta-go và rỳt ra mối
: quan hệ giữa U va I
Ù và z
- được gọi là tổng trở của mạch điện
-O Chứng tỏ rằng hệ thức của định
: luật Om và tổng trở Z luụn đỳng với
: mọi giỏ trị của Z; và Zc ?
Trang 4
tri cua Z, va Zc
Hoạt động 4
Khảo sỏt độ lệch pha giữa điện ỏp :
và dong điện trong mạch điện xoay : | O Hóy dựa vào giản đồ Fre-nen, xỏc chiều cú R, L, C mắc nối tiếp -định độ lệch pha giữa điện ỏp và
Khi ZĂ > Zc, ta cú giản đồ vectơ : : cường độ dũng điện
như hỡnh 14.3 : 3 Gợi ý : xột trường hợp Z„ > Z và tano= 1 Ức _ Vic _: ZL<ếc Up Up _ Khi Z¿ > Z,, ta c6 giản đồ vecto : như hỡnh 14.2 : — U tan p = — -] ic Up Up
: ễ Chung cho cả hai trường hợp, ta cú
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ : : IU | a tan p = ae UR| 3 Nếu xột đến dẫu của 9 hoac tang, ta _ Cể thể viết tang = Ui Uc _ 417 4c Up R 3 Nếu Z; > Ze thỡ ứ > 0 : điện ỏp sớm pha so với dũng điện i mot gúc ỉ - thỡnh 14.3)
: Nộu Z, > Z, thi p< 0 : điện ỏp w trễ
- pha so với dũng điện ¿Ă một gúc ỉ
Trang 5
HS tinh toỏn cỏc giỏ trị điện trở :
dựa trờn cỏc số liệu GV cung :
cấp, dự đoỏn và kiểm (tra dự :
đoỏm bằng kết quả thớ nghiệm Cỏc cụng thức sử dụng : a=2nf; Z,=Lo( ) Z,-Z Zo =—-; tang = Le ac - (hỡnh 14.2)
GV cú thể dựng thớ nghiệm với dao
động kớ điện tử để minh hoạ cho hai
- trường hợp này
- Khi tiến hành thớ nghiệm, trong mỗi
: trường hợp, GV cung cấp cho HS số
liệu về tần số của dũng điện đang
: dựng, độ lớn điện trở , độ tự cảm L, diộn dung C HS sộ tinh toan cac gia
: trị ZĂ và Zc, sau đú dự đoỏn về pha
- dao động Kiểm tra dự đoỏn qua kết
: quả thớ nghiệm
: Thớ nghiệm ngắn nhưng cõn phải
: tớnh toỏn nờn để đỡ mất thời gian,
GV cú thể giao cho hai nhúm HS tớnh
- toỏn đồng thời hai trường hợp Ngoài
ra, trước giờ học GV cũng nờn mắc | trước cỏc mạch điện, lựa chọn cỏc giỏ -trị R, L, C hợp lớ và tiến hành điều : chỉnh cỏc nỳm của dao động kớ để thu được hỡnh ảnh rừ nột trờn màn Hoạt động 5 điện Làm việc theo nhúm
Khi Z, = Z, thi tan p= 0 > ỉứ= 0, dong diộn cung pha voi điện : ap
Tổng trở Z = R
Cường độ dũng điện : 7 = ơ
Nhận xột : J dat gia tri lon nhất
Tỡm hiểu hiện tượng cộng hưởng :
_O Điều gỡ xảy ra nếu Z¿ = ZĂ ?
_O Viết biểu thức tớnh cường độ dũng
điện trong mạch khi đú ? Nhận xột - kết quả tỡm được
.â, Khi đú, trong mạch xảy ra hiện
Trang 6` 1 Điờu kiện : Z¿„= ZĂ = aL = — ac hay o*LC =1
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ ed
tượng cộng hưởng điện
-O Vậy, điều kiện xảy ra hiện tượng - cộng hướng điện là gi ?
: ễ Như vậy, hiện tượng cộng hưởng
điện xảy ra khỉ Z¿„ = Z„ hay _@ LC=1 Khi đú I sẽ lớn nhất : U R Hoạt động 6 Củng cố, vận dụng Cỏ nhõn hoàn thành cỏc yờu cầu : của GV Cỏc trường hợp riờng : — Mach co R, C mac noi tiếp : Z=vR +Zc Z =I=— ; tang =-—o R°+Zo R = u trộ pha hon i — Mạch cú Ẩ, L mắc nối tiếp : Z=vR ˆ+Z4 Z =I=—— ; tang =—* “+ R = usdộm pha hon i Bai 4 i = 3cos(1007# + 7 ) A Bai 7 a) Z, = 402 ( b) i= J^<zzl \ Bai 9 Uj, = 96V2 V WH
- Yờu cầu HS đọc phần ghi nhớ trong
SGK để khắc sõu cỏc kiến thức trong
: tõm trong bài học
: Nhấn mạnh rằng : đối với dũng điện : xoay chiều, ta cú thể ỏp dụng tất cả
: cỏc cụng thức của dũng điện khụng - đổi cho cỏc giỏ trị tức thời và sử dụng
: phương phỏp giản đồ vectơ quay để
: giải quyết cỏc bài tập
- Nếu cú nhiều thời gian thỡ cú thể yờu
: cầu HS viết hệ thức định luật ễm và
- cụng thức tớnh tổng trở trong cỏc
: trường hợp : mạch cú #, € mắc nối : tiếp, mạch cú R, L mắc nối tiếp
: O Hoàn thành yờu cầu ở bài 4, 7, 9 - SGK (để tiết kiệm thời gian, GV nờn - chia cho ba nhúm HS, mỗi nhúm
- hoàn thành một bai)
Trang 7
Hoạt động 7 : _ ŒY nhận xột giờ học Tổng kết : : Hướng dẫn học ở nhà :
-_ : — Trả lời cỏc cõu hỏi 1, 2, 3 ở cuối bài
- :— Hoàn thành cỏc bài tập cũn lại ở
Cỏ nhõn nhận nhiệm vụ học tập : : cuối bài học
: : - ễn cỏc cụng thức về mạch R, L, C
- mắc nối tiếp
: — ễn lại cỏc cụng thức về cụng suất tiờu thụ trong mạch điện một chiờu khụng
- đối
Trang 8
BAI 15
CONG SUAT DIEN TIEU THU
CUA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU - HỆ SỐ CễNG SUẤT
ù- MỤC TIỂU 1 Về kiến thức
- Phỏt biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của cụng suất tức thời của
mạch điện xoay chiều
- Phỏt biểu được định nghĩa và thiết lập được biểu thức của cụng suất trung
bỡnh tiờu thụ trong mạch điện xoay chiều
— Viết được cụng thức tớnh điện năng tiờu thụ của một mạch điện
- Phỏt biểu được định nghĩa hệ số cụng suất Nờu được vai trũ của hệ số cụng suất trong quỏ trỡnh cung cấp và sử dụng điện năng
— Phõn biệt được cụng suất biểu kiến và cụng suất thực
— Viết được biểu thức của hệ số cụng suất đối với mạch điện xoay chiều cú R, L, C mắc nối tiếp 2 Về kĩnăng - Vận dụng cỏc cụng thức cú trong bài để giải bài tập trong SGK và cỏc bài tập tương tự II- CHUẨN BỊ Gido viộn
— Một số vớ dụ về cụng suất trung bỡnh của cỏc động cơ điện, của cỏc thiết bị
điện trong nhà mỏy
Hoc sinh
— On lai cỏc cụng thức về mạch điện xoay chiờu cú Ẩ, L, C mắc nối tiếp
— ễn lại cỏc cụng thức về cụng suất tiờu thụ trong mạch điện một chiều khụng
đổi
Trang 9II- THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động của học sinh Trợ giỳp của giỏo viờn Hoạt động l1 Xỏc định vấn đề cần nghiờn cứu | Cỏ nhõn nhận thức được vấn : đề cần nghiờn cứu
-_ ễ Trong chương trỡnh vật lớ lớp 9 và lớp
: 11, khi hoc vộ diộn mot chiộu, ching ta đó xõy dựng được mối quan hệ giữa
cong suất tiờu thụ và cỏc thụng số của
3 mạch điện như hiệu điện thế, cường độ
- dũng điện, điện trở,
Trong mạch điện xoay chiều, điện ỏp
- tức thời, cường độ tức thời, luụn biến
thiờn điều hoà theo thời gian ứ Vậy,
: cụng suất tiờu thụ trong mạch điện được
- tớnh như thế nào ?
Hoạt động 2
Phỏt biểu định nghĩa và viết biểu : thức cụng suất của mạch điện :
xoay chiều
Cường độ dũng điện :
x IA
i=',^ ~+ợ)
Cỏ nhõn nhớ lại cỏc cụng thức :
đó học, đại diện trả lời P=UI
2
Ca oe R
Xột một mạch điện Đặt vào hai đầu : mạch điện một hiệu điện thế tức thời :
u = U/2cosat
.O Viết biểu thức cường độ dũng điện trong mạch ?
-O Hoàn thành yờu cầu CI
-.â, Ta biết rằng, trong mạch điện xoay
Trang 10
22
Ze — R U?
— Cụng suất tức thời : p = ri Thay biểu thức của ứ, ¿ ở trờn vao, taco: — Gia tri trung bỡnh trong một : chu kiT: P=p vrrl) L_——
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
: chiều, cú thể ỏp dụng cỏc cụng thức của
- mạch điện một chiờu khụng đổi cho cỏc
- đại lượng tức thời
- O Viết biểu thức cụng suất tức thời của : mạch điện xoay chiều ?
: O Tinh giỏ trị trung bỡnh của cụng suất
- điện tiờu thụ trong một chu kỡ 7 ?
: ễ Trong biểu thức vừa xõy dựng được : thi - cosp=cosp con cos(20'+@p) la mot : ` ? re ` 2 : hàm tuần hoàn cỳa tf với chu kỡ ““- T : 20 2 : An ( \ là ? xe
Trang 11- Giỏ trị trung binh cua: | | ứ \ | cos(2ứ +ứ) trong khoảng , : 008)
thoi gian T bang 0, do d6 cong’ | lớ `
suất điện tiờu thụ trong một ' | | |
chu kila 7 = UJcosứ n =cos(2ứt+ +,`=— “^ +9) : O Cú nhận xột gỡ về giỏ trị trung bỡnh - : của cụng suất điện tiờu thụ trong một
HS tiếp thu, ghi nhớ Ă chu kỡ ?
: ễ Nếu thời gian dựng điện / rất lớn so
với T thỡ 22 cũng là cụng suất điện tiờu
thụ trung bỡnh của mạch điện trong thời gian đú (nếu U va J khong thay
| dội)
_ Tương tự như ở dũng điện một chiều
- khụng đổi, ta cú điện năng tiờu thụ của - mạch điện xoay chiều trong thời gian Â
-là W=Z!
Hoạt động 3
Viết biểu thức và nhận rừ tầm Trong cụng thức Z?=U7/cosứ, dai
uan trong của hệ số cụng suất : ok ,
1 me : lượng ⁄ ` =UI được gọi là cụng suất
Cỏ nhõn tiếp thu, ghỉ nhớ ơ 4 :
- biểu kiến Cụng suất này được tớnh ra
- đơn vị vụn - ampe (cụng suất trung bỡnh
: duoc tinh ra don vi oat)
- Về mặt ý nghĩa : cụng suất biểu kiến
: nờu lờn khả năng cung cấp điện năng ‘cho mach (tuỳ thuộc vào cỏc thiết bị
: truyền tải và cung cấp)
= oy
Thảo luận nhúm, đại diện trả = ễ Trong cụng thức Z= /cosọ, thừa
Trang 12
lời
C2 Với mạch điện chỉ cú : cuộn cảm thuần : cosœ= 0
Với mạch điện chỉ cú điện trở :
mắc nối tiếp với cuộn cảm : thuần thỡ COSP = Ị Rˆ+ứ@ Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ - Cần bố trớ cỏc mạch điện sao : cho hệ số cụng suất lớn Muốn : vậy, cần bố trớ những tụ điện : cú điện dung lớn
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
: sO cosp duoc gọi là hệ số cụng suất Vỡ
| gúc ỉ cú giỏ trị tuyệt đối khụng vượt
- quỏ 90 nờn ta cú 0< cos@<]
: O Hay tham khao bang 15.1 va hoan
- thanh yộu cau C2
: Hướng dẫn : vẽ giản đồ Fre-nen và tớnh _ cosỉ theo giản đồ vẽ được
GV yờu cầu HS đọc SGK để nhận thức ‘duoc tầm quan trọng của hệ số cụng
suất trong quỏ trỡnh cung cấp và sử : dụng điện năng : Nhấn mạnh rằng, từ cụng thức tớnh - cụng suất hao phớ : Zar “= I> P| U“ cos“ứ
- Nếu cosứ nhỏ thỡ cụng suất hao phớ trờn
: dõy sẽ lớn và ngược lại
O Dựa vào ý nghĩa của hệ số cụng suất,
- hóy nờu phương ỏn để tiết kiệm điện
3 nang cho cac co so su dung diộn ?
: ễ Vỡ biện phỏp làm tăng hệ số cụng - suất là tốn kộm nờn nhà nước đó quy
- định hệ số cụng suất trong cỏc cơ sở sỷư : dụng điện năng tối thiểu phải bang 0,85
Hoạt động 4
Tớnh hệ số cụng suất của mạch :
điện R, L, C mắc nối tiếp
: Xột mạch điện xoay chiều cú R, L, C : mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện : một điện ỏp xoay chiều ¿= N2cosot, cường độ dũng điện trong mạch cho bởi
Trang 13
Cỏ nhõn suy nghĩ, trả lời Up IR_R COS = = = - U I2 Z Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ : biểu thức i = IV2cos(@' +9) 3 O Hóy tớnh cosứ dựa vào giản đồ hỡnh - 14.2 hoặc 14.3 ?
- ễ Theo cỏch tớnh trờn thỡ cụng suất
: trung bỡnh tiờu thụ trong một mạch
- điện xoay chiều bất kỡ được tớnh bởi
: cụng thức :
2 =Uleosp=U = R| | = RI?
ZZ \Z
- Vậy, cụng suất tiờu thụ trong một mạch
điện xoay chiều cú , L, C mắc nối tiếp
: bằng cụng suất toa nhiột trộn R
Hoạt động 5
Củng cố, vận dụng
Cỏ nhõn hoàn thành phiếu :
-GV yờu cầu HS đọc nội dung phần ghi
nho
Yờu cầu HS phõn biệt cỏc khỏi niệm :
cụng suất tức thời, cụng suất biểu kiến,
: cụng suất tỏc dụng
Nhắc HS ghi nhớ cụng thức tớnh cụng suất tiờu thụ và hệ số cụng suất đối với
- mạch điện xoay chiều cú , L, C mắc
: nối tiếp Mở rộng ra cỏc trường hop
mắc mạch điện khỏc
học tập - Yờu cầu HS hoàn thành yờu cầu ở phiếu
học tập
Hoạt động 6 ! GV nhan xột gid hoc
Tong kột bai hoc
Cỏ nhõn nhận nhiệm vu học !
' Hướng dẫn học ở nhà :
! — Hoan thanh bai 3, 6 trong SGK '— On lai kiộn thite vộ sudt diộn dong
Trang 14
tap ; | cam ứng, về vật liệu từ
! ! - ễn lại kiến thức về truyền tải điện : năng đi xa, mỏy biến thế (ở chương 3 trỡnh vật lớ lớp 9 THCS) PHIẾU HỌC TẬP Cõu 1 Hệ số cụng suất của một mạch điện xoay chiờu cú , L, C mắc nối tiếp là A RZ B Z c, Ê c, 4L- 4c Z Z
Cõu 2 Biết điện ỏp giữa hai đầu một cuộn dõy nhanh pha > so với cường độ
dũng điện Chọn phỏt biểu đỳng đối với cuộn dõy này
A Cuộn dõy là thuần cảm
B Cuộn dõy khụng tiờu thụ năng lượng
C Hệ số cụng suất của cuộn dõy là 0,5 V3
D Tổng trở của cuộn dõy lớn bằng hai lần điện trở thuần của nú
Cõu 3 Cho mạch điện gồm cú Ẩ, L, C mắc nối tiếp, điện ỏp hai đầu A, B cua
mạch điện là z„;=604/2cosl00z/(V), cỏc điện ỏp hiệu dụng
U 4p =Upg = 60V Hệ số cụng suất của mạch là bao nhiờu ? L R C | | g V.#—'wWax| — Ƒạ-è| B c.í2 2 v3 Á ——-: B I D —-: 2 3 2
Cõu 4 Mạch điện xoay chiều nối tiếp cú đ =10,Z; = 3 ,Zc= Q với tần số
ƒ Giỏ trị của tõn số là bao nhiờu để hệ số cụng suất bằng 1 ?
Trang 15DAP AN
Cau 1 C Cau 2 D Cau 3 A
Trang 16BAI 16
TRUYEN TAI DIEN NANG - MAY BIEN AP
I- MUC TIEU 1 Về kiến thức
— Nhận thức được tõm quan trọng của việc tiết kiệm điện năng
— Viết được biểu thức của điện năng hao phớ trờn đường dõy tải điện ; từ đú suy ra những giải phỏp để giảm điện năng hao phớ trờn đường dõy tải điện,
nhận thức được trong cỏc biện phỏp thỡ tăng ỏp là biện phỏp triệt để và hiệu quả nhất - Phỏt biểu được định nghĩa, nờu được cấu tạo và nguyờn tắc làm việc của biến ỏp — Viết được hệ thức giữa điện ỏp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong mỏy biến ỏp
— Viết được hệ thức giữa cường độ dũng điện hiệu dụng trong cuộn thứ cấp và
trong cuộn sơ cấp của một mỏy biến ỏp
2 Về kĩnăng
- Vận dụng những kiến thức đó biết để giải thớch một số hiện tượng vật lớ liờn
quan và để giải được cỏc bài tập tương tự trong bài
II- CHUẨN BỊ Gido viộn
— Bo thi nghiộm với mỏy biến ỏp học sinh gồm cú : cuộn dõy, lừi thộp, búng đốn cú đui, dõy dẫn, dõy điện cú phớch cắm hai đầu
— Một số vớ dụ về thụng số ghi trờn cỏc mỏy tăng ỏp, giảm ỏp đặt ở đầu và cuối đường dõy
Vỡ thớ nghiệm trong bài yờu cầu tớnh chớnh xỏc cao, vỡ thế GV nờn tiến hành trước thớ nghiệm, điều chỉnh mỏy biến ỏp thật chuẩn trước khi đem ra sử dụng trong tiết dạy
Trang 17- Muốn biết cuộn day ở biến thế cú thể được dựng với điện ỏp khoảng bao
nhiờu, GV co thộ su dụng cụng thức ứ'= 5 trong do n’ la s6 vong tng voi 1V,
k là hệ số đối với lừi thộp (dao động trong khoảng từ 45 đến 60), Š là tiết diện của lừi thộp (tớnh theo đơn vị crz”) Do đú, nếu muốn dựng với hiệu điện thế 220V thỡ số vũng của cuộn dõy phải là : ứ = 220.n°
Hoc sinh
— ễn lại kiến thức về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ
—- ễn lại kiến thức về truyền tải điện năng đi xa, mỏy biến thế (ở chương trỡnh
vật lớ lớp 9 THCS)
II- THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh : : Trợ giỳp của giỏo viờn
Hoạt động 1 ._: Đặt vấn đề : Ngày nay, cựng với sự
Nhận thức vấn đề cần nghiờn Cứu : phat triển của khoa học kĩ thuật thỡ
: cỏc loại mỏy múc xuất hiện trong gia - đỡnh, cụng sở, ngày càng nhiều, do : vậy lượng điện năng tiờu thụ cũng
- ngày càng nhiều Ngoài những biện
- ' phỏp tạo ra điện trực tiếp nhờ vào
Cỏ nhõn nhận thức vấn để của : : năng lượng mặt trời như pin quang bài học : điện thỡ hiện nay hầu hết điện năng
: : đều được chuyển đến người sử dụng
: từ cỏc nhà mỏy phỏt điện Cỏc nhà
: mỏy phỏt điện cú cụng suất lớn phan lớn thường ở xa trung tầm tiờu thụ
- điện, vỡ thế cần phải xõy dựng cỏc đường dõy dẫn truyền tải điện năng
- Hiện nay, thế giới đang đứng trước
: nguy cơ về thiếu hụt năng lượng, vậy
:nờn phõn phối và truyền tải điện
Trang 18
‘nang lA mot bai todn cuc ki quan : trọng đối với mọi quốc gia Trong bài - toỏn đú, một vấn đề được đặt ra là làm thế nào để làm giảm tối đa sự hao phớ trờn đường dõy truyền tải điện? - Cõu hỏi này sẽ được trả lời qua nội
- dung nghiờn cứu của bài ngày hụm "nay Hoạt động 2 Tỡm hiểu bài toỏn về truyền tải : điện năng
Cỏ nhõn nhớ lại kiến thức cũ, trả :
lời cõu hỏi của GV
2
% =rl? = “hỏt -ỉ2? p 2 “phỏt 2 ———
phat phat
— Dộ lam giam hao phi thi hoặc : là giảm r hoặc là tăng điện ỏp :
nơi phỏt
- Nhận xột : từ cụng thức tớnh :
2 —
điện tro R= 2% nhận thấy, đề : gảm điện trở thỡ phải thay chất : liệu làm dõy dõn (vớ dụ như thay :
rằng, cụng suất phỏt 2? nại
- GV sử dụng hỡnh vẽ 16.1 SGK
Chu ý : vỡ nội dung bài HS đó biết
: một phần trong chương trỡnh vật lớ
: lớp 9 nờn GV cú thể yờu cầu HS nhắc
- lại kiến thức ở một số nội dung
x Nguoi ta đó chứng minh duoc
— U nhỏt
: Trong do J la cường độ dũng điện
- hiệu dụng trờn đường day
-O Viết cụng thức tớnh cụng suất hao phớ do toả nhệt trờn đường dõy (tinh
- theo định luật Jun) ?
7 O Trong cụng thức thỡ đại lượng
: Prat la hoan toan xac dinh Nộu cac
: phương ỏn để làm giảm cụng suất hao phớ ? Biện phỏp nào là tối ưu hơn cả ?
Trang 19
dõy đụng bằng dõy bạc, vàng -
hoặc dõy siờu dõn) —> quỏ tốn :
kộm ; nếu khụng phải tăng tiết :
diện dõy dõn lờn (nghĩa là phải :
tăng khối lượng đồng, tăng khối :
lượng cột điện để đỡ được dõy cú 3
tiết diện lớn hơn, .) —> cũng rất :
tốn kộm Trong khi đú, nếu tăng :
điện ỏp nơi phỏt thỡ đem lại hiệu :
quả rừ rệt vỡ nếu tăng Ù lờn 10 3 lan thi hao phi giam di 100 lan
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
.ễ Với những phõn tớch trờn đõy,
: trong quỏ trỡnh truyền tải điện năng : đi xa, lỳc bắt đầu đưa dũng điện lờn : đường dõy thỡ phải tăng điện ỏp, khi
: đến nơi tiờu thụ thỡ phải giảm điện
- ỏp Nhu vậy, trong quỏ trỡnh truyền
'tải điện năng, phải sử dụng những
: thiết bị biến đổi điện ỏp
Hoạt động 3
Tỡm hiểu cấu tạo và nguyờn tắc tạo : của mỏy biến ỏp
Cỏ nhõn nhớ lại kiến thức cũ, trả 3
lời cõu hỏi của GV
- Bọ phận chớnh của mỏy biến :
ỏp là một khung bằng sắt non cú :
pha silic gọi là lừi biến ỏp và hai :
cuộn dõy dẫn cú số vũng khỏc : nhau, điện trở khụng đỏng kể
HS tiếp thu, ghi nhớ
-.@, Mỏy biến ỏp là những thiết bị cú -khả năng biến đổi điện ỏp (xoay
- chiều)
- O Nộu cấu tạo của một mỏy biến ỏp ?
- ễ, Hai cuộn dõy D¿, D; cần cú độ tự
cảm lớn quấn trờn hai cạnh đối diện - của khung
Trang 20
| - cuộn day D, co N, vong được nối
vào nguồn phỏt điện gọi là cuộn sơ
- cấp
i- cuộn day D, cộ6 N, vong duoc nối ra
: €ỉ SỞ tiờu thụ điện gọi là cuộn thứ : cấp
: ễ, Dũng xoay chiều trong cuộn sơ cấp
: gay ra biộn thiộn tir thong trong hai : cuộn Do cấu tạo của mỏy biến ỏp nờn : từ thụng qua mỗi vũng dõy của cuộn
HŠ làm việc nhúm - sơ cấp và của cuộn thứ cấp là như
Suất điện động cảm ứng : : : nhau Gọi từ thụng này là
đơ â 1 MO=O t,
ộạ =— „ =N ứđgsinứf : neon
: : Từ thụng qua cuộn sơ cấp và cuộn Nhận xột : dũng xoay chiờu: : thứ cấp lõn lượt là :
trong cuộn thứ cấp cú cựng tõn : : „ a P 2 : @ =N@ycosot va 0đ =N đgcosatf `
số với dũng điện ở cuộn sơ cấp : :
Cú điều này là do từ thụng qua: : ễ Viết biộu thức suất điện động cảm
mỗi vũng dõy của cuộn sơ cấp và : : Ứng xuất hiện trong cuộn thứ cấp ?
thứ cấp là như nhau : : So sỏnh tần số của dũng điện cảm
: : ứng và dũng điện đặt vào biến ỏp ? - Giải thớch 2 Hoạt động 3 Khảo sỏt thực nghiệm một mỏy: : ộ, Một mỏy biến ỏp cú thể làm việc ở biến ỏp : : hai chế độ : - :— cuộn thứ cấp hở mạch (chế độ
HS tiếp thu, ghỉ nhớ - : khụng tải)
-— cuộn thứ cấp nối với cơ sở tiờu thụ
: (chế độ cú tải)
Cỏ nhõn suy nghĩ, trả lời : GV mắc mạch điện như hỡnh 16.4 Ă(Khoỏ K ngắt, chế độ khụng tải, l; =
Trang 21
Trong mạch điện hỡnh 16.4 : — von kộ Vị, V; đo cỏc điện ỏp :
hiệu dung hai đầu mỗi cuộn dõy : - ampe kế ÁĂ, 4; đo cường độ : dũng điện hiệu dụng chạy qua : mỗi cuộn dõy
Điều kiện : vụn kế cú điện trở vụ :
cựng lớn, ampe kế cú điện trở vụ :
cựng nhỏ
— Hiện tượng : Đặt vào hai đầu : cuộn sơ cấp một điện ỏp xoay : chiều, lừi thộp được đặt trong từ :
trường biến thiờn, do đú từ thụng -
qua cuộn thứ cấp biến thiờn, : trong cuộn thứ cấp xuất hiện :
dũng điện cảm ứng Dũng này là dũng xoay chiều, cú cựng tần số :
với dũng điện ở cuộn sơ cấp
Cỏ nhõn theo dừi, thu thập, xử lớ : thụng tin
- Nhận xột : tỉ số cỏc điện ỏp :
- 0) Cung cấp cho HS cỏc thụng số về
| tần số dũng điện đặt vào cuộn sơ cấp,
: số vũng dõy của cuộn thứ cấp, sơ cấp : Yờu cầu HS giải thớch sơ đồ thớ nghiệm
:O, Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một
: điện ỏp xoay chiờu Dự đoỏn biện : tượng xảy ra và giải thớch ?
3 GV tiộn hanh thi nghiộm Trong qua
: trỡnh làm thớ nghiệm, luụn luụn thụng : bỏo cho HS những thay đổi (về số
: vũng dõy ở cỏc cuộn, điện ỏp đặt vào,
- ) Yờu cầu HS theo dừi, ghi lại kết
: quả
: Chỳ ý :
: — Phải đảm bảo đó lắp hoàn chỉnh rồi
mới cắm vào mạch điện 220V
: — Trong khi làm thớ nghiệm, GY lưu ý
: cho HS thấy sợi dõy quấn vào lừi thep
: khụng nối với lừi và cuộn dõy bờn kia
3 — Nếu dũng đặt vào hơi lớn hơn cường
Trang 22
hiệu dụng ở hai đầu cuộn thir: : độ dũng điện định mức thỡ thớ nghiệm
cấp và cuộn sơ cấp luụn luụn - _ chỉ nờn tiến hành trong thời gian bằng tỉ số cỏc vũng dõy của hai : : ngắn
cuộn đú -_: O Nhận xột kết quả thớ nghiệm ? Ur _ Nằ 7 YM — Nộu 12 >1 : mỏy tăng ỏp 1 ^Z N , , 7 ] ờn 4 mỏ ` 7 wos Nếu —2 <1 : mỏy hạ ỏp -O Gọi tờn cỏc mỏy dựa vào tỉ số vũng 1 | : day?
GV giới thiệu thớ nghiệm với khoỏ K
đúng (chế độ cú tải), thụng bỏo kết
: - quả thớ nghiệm với HS
HS tiếp thu, ghi nhớ ơ Ộ
Cần chỳ ý rằng : trong chế độ làm
việc cú tải, cường độ dũng điện hiệu
: dung I, khong duoc vượt quỏ một giỏ
.trị chuẩn cho cỏc cuộn dõy khụng - quỏ nong do toa nhiệt
3 ễ Nếu mỏy biến ỏp làm việc trong - điều kiện lớ tưởng thỡ ta thu duoc kột 3 qua : Up _ 1, _ Np Uh M Yờu cõu HS đọc phần kết luận trong SGK Hoạt động 4 ; i
Tỡm hiểu ứng dụng của mỏy biến : ; ễ, Như chỳng ta đó phõn tớch ở đầu
ap ' | bai hoc, dộ giam duoc hao phớ trờn
: đường dõy truyền tải điện năng đi xa,
Trang 23
HS nhớ lại kiến thức đó học, trả :
lời
— Tai dau đường dõy lắp mỏy _
tăng ỏp, tại nơi sử dụng lắp mỏy :
hạ ỏp
C4 Tại đầu ra của nhà mỏy ,
diộn, diộn ap 10kV đó được tăng
lờn đến giỏ trị 200kV bằng mỏy :
tăng ỏp
Gõn nơi tiờu thụ, dựng cỏc loại :
mỏy hạ ỏp khỏc nhau để hạ điện ỏp xuống cũn mức 5 000V, rồi : 220V để phự hợp với nhu cầu sử : dụng Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ Giải thớch: do N; < nờn | cường độ dũng điện ở cuộn thứ _ cấp rất lớn so với cuộn sơ cấp : (gấp 200 lần) Dưới tỏc dụng của :
cường độ dũng điện rất lớn đú, :
cần tăng điện ỏp tại nơi phỏt trước
| khi di vao day truyộn
: O Muốn làm được điều đú chỳng ta
- phải làm như thế nào ?
: GV giới thiệu về sơ đồ truyền tải điện : năng đi xa (hỡnh 16.5 SGK)
: O Hoàn thành yờu cầu C4
zy Ngoài ứng dụng trong việc làm - giảm hao phớ trờn đường dõy truyền _ tải điện năng đi xa, mỏy biến ỏp cũn : dựng trong việc nấu chảy kim loại, : hàn điện Loại mỏy dựng trong : trường hợp này cú cuộn sơ cấp gồm
: nhiều vũng dõy tiết diện nhỏ, cuộn
thứ cấp gồm ớt vũng dõy tiết diện lớn
- Vớ dụ về mỏy hàn điện như ở hỡnh : 16.6
.O Giải thớch mỏy hàn điện theo
nguyộn tac biộn ap ?
Trang 24
hai miếng kim loại núng chảy và :
dớnh liền với nhau Hoạt động 5 Củng cố, vận dụng Cỏ nhõn hoàn thành yờu cầu của : GV Bai 2 Cau C Bai 3 Cau A Bai 5 a) ỉ2, = 220.30 = 6 600W = ỉ2, FR 6600 = TF E song 1 = 1,32 A - Yờu cầu HS đọc nội dung phần ghi 3 nhớ trong SGK
: GV cú thể giới thiệu một số mỏy biến
- ỏp với cỏc thụng số khỏc nhau
- O Hoàn thành yờu cầu ở bài tập 2, 3, 5SGK Hoạt dộng 6 Tổng kết Cỏ nhõn nhận nhiệm vụ học tập : - GV nhận xột, đỏnh giỏ giờ học - Hướng dẫn học bài tại nhà : -— Làm bài tập 4, 6 SGK
.— ễn lại kiến thức về hiện tượng cảm - ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp
- 11
Trang 25
BAI 17
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIEU
ù- MỤC TIỂU 1 Về kiến thức
— Mụ tả sơ đồ cấu tạo và giải thớch được nguyờn tắc hoạt động của mỏy phỏt điện xoay chiều một pha
— Mụ tả được sơ đồ cấu tạo và giải thớch được nguyờn tắc hoạt động của mỏy phỏt điện ba pha — Phõn biệt được cỏch mắc hỡnh sao và mắc hỡnh tam giỏc 2 Về kĩnăng - Vận dụng những kiến thức đó học để làm những bài tập đơn giản liờn quan II- CHUẨN BỊ Gido viộn
— Mụ hỡnh mỏy phỏt điện xoay chiờu một pha, ba pha
— Sơ đồ chỉnh lưu dũng điện xoay chiờu đối với cỏc mạch chỉnh lưu
— Nếu cú điều kiện thỡ chuẩn bị bộ thớ nghiệm với dao động kớ điện tử để biểu
Trang 26Cỏ nhận nhận thức vấn đề cần : nghiờn cứu
- ngày, dũng điện mà chỳng ta thường
3 sử dụng là dũng xoay chiờu Trong - chương trỡnh vật lớ 9, chỳng ta đó tỡm
- hiểu sơ qua về mỏy phỏt điện xoay
3 chiều Vậy cỏc mỏy phỏt điện xoay
- chiều cú cấu tạo và hoạt động như thế
nao ?
Hoạt động 2
Tỡm hiểu cấu tạo của mỏy phỏt :
điện xoay chiều một pha
Phỏt biểu chung :
— Nguyờn tắc chung tạo ra dũng : điện xoay chiờu trong cuộn dõy : dẫn kớn là làm cho từ thụng xuyộn qua cuon day biộn thiộn
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
Ching minh : Theo như phần : giả sử của mục 1, phần cảm cú :
2p nam chõm (p cực Nam và p
cực Bắc) quay với tần số ứ: vũng/s Phần ứng cú 2p cuộn dõy :
Khi phần cảm quay, từ thụng : qua một cuộn dõy biến thiờn : tuần hoàn với chu kỡ bằng thời :
O Nhac lai nguyộn tac chung tao ra
dong diộn xoay chiộu ?
GV cú thể dựng mụ hỡnh giới thiệu -với HS cấu tạo của mỏy phỏt điện
xoay chiều một pha Cần nhấn mạnh -Mỏy phỏt điện xoay chiều một pha : gồm hai phan chinh : phan cam (goi la rộto) tao ra từ thụng biến thiờn - bằng cỏc nam chõm quay ; phần ứng (gọi là stato) gồm cỏc cuộn dõy giống - nhau, cố định trờn một vũng trũn, tại - đõy xuất hiện suất điện động xoay
chiều hỡnh sin, cú cựng tần số với tần - số biến thiờn tuần hoàn của từ thụng
O Hoan thanh yộu cau C2
Trang 27
gian để một cực Bắc đi từ một :
cuộn dõy đến cuộn dõy kế tiếp _
theo Trong một chu kỡ quay của : phần cảm, cú p lần chu kỡ nhỏ : của của dũng cảm ứng ˆ l l Vậy : T=— hay ƒ =_ = 7n np T
- Với việc mắc cỏc cuộn dõy : giống nhau, cố định trờn một :
vũng frũn, cỏc cuộn dõy được nối : với nhau sao cho cỏc suất điện ' động trong cỏc cuộn đỏy luụn - cựng chiờu, do đú luụn luụn cộng : lại với nhau
-GV cú thể giới thiệu cho HS một số
.tốc độ quay của một số mỏy phỏt - điện
: O Tại sao với mụ hỡnh trờn lại cú tờn
- goi là mỏy phỏt điện xoay chiều một
pha?
- Gợi ý : do đõu mà dũng điện thu được
- lại chỉ cú một pha duy nhất ?
9 Đú cũng chớnh là lớ do vỡ sao mỏy
phỏt điện nờu trờn cú tờn gọi là mỏy
phỏt điện xoay chiờu một pha
Hoạt động 3
Tỡm hiểu cấu tạo của mỏy phỏt : điện xoay chiều ba pha
Cỏ nhõn tiếp thu, ghi nhớ
- ), May phat điện xoay chiều ba pha
- là mỏy tạo ra ba suất điện động xoay
- chiều hỡnh sin cựng tần số, cựng biờn
: độ và lệch pha nhau =
-GV cú thể dựng mụ hỡnh giới thiệu
- với HS cấu tạo của mỏy phỏt điện
: xoay chiều ba pha Cần nhấn mạnh :
:— Ba cuộn dõy giống nhau gắn cố - định trờn một đường trũn tại ba vị trớ