Máy phát điện xoay chiều

Tiết 31 theo PP chương trình Ngày soạn 20/11 năm 2008 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện 3 pha. 2. Kĩ năng: - Tìm hiểu kiến thức từ mô hình, hình ảnh. 3. Thái độ: - Tìm tòi kiến thức từ thực tiễn cuộc sống. 4.Trọng tâm: - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Các mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều đối với các mạch chỉnh lưu, có thể sử dụng dao động kí để biểu diễn các dòng đã được chỉnh lưu. 2. Học sinh: - Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp 11. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại kiến thức cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Nêu lại các hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Faraday. Theo dõi và tái hiện lại kiến thức cũ. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Cho HS nghiên cứu mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha → Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào nguyên tắc nào? → Nó có cấu tạo như thế nào? + Các cuộn nam châm điện của phần cảm (ro to): + Các cuộn dây của phần ứng (stato): - HS nghiên cứu từ mô hình và Sgk về trả lời. I. Máy phát điện xoay chiều một pha Cấu tạo: - Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay. - Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. + Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f np = trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực. Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện 1 chiều Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay chiều. - Y/c HS hoàn thành C4. - Trình bày hai cách chỉnh lưu: chỉ dùng 1 điôt và bằng mạch cầu. - HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay chiều. - Điôt bán dẫn là một thiết bị chỉ cho dòng điện qua nó theo một chiều từ A → K (chiều thuận). - HS ghi nhận 2 cách chỉnh lưu dùng điôt. II. Dòng điện một chiều - Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Mắc xen vào mạch phát điện xoay chiều một mạch tạo bởi một số điôt bán dẫn gọi là mạch chỉnh lưu hay bộ chỉnh lưu. Trang 1/3 B 2 B 1 B 3 N S S A K - Y/c HS hoàn thành C5. Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hiểu về hệ 3 pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Giới thiệu về hệ 3 pha. - Thông báo về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Nếu suất điện động xoay chiều thứ nhất có biểu thức: e 1 = e 0 2 cosωt thì hai suất điện động xoay chiều còn lại có biểu thức như thế nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Máy phát ba pha được nối với ba mạch tiêu thụ điện năng (tải). Xét các tải đối xứng (cùng điện trở, dung kháng, cảm kháng). - Các tải được mắc với nhau theo những cách nào? - Mô tả hai cách mắc theo hình 17.6 và 17.7 Sgk. - HS ghi nhận về hệ 3 pha. - HS nghiên cứu Sgk và ghi nhận về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Lệch pha nhau 120 0 (2π/3 rad) nên: cos 2 0 2 2 ( ) 3 e e t π ω = − cos 3 0 4 2 ( ) 3 e e t π ω = − - HS tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vào Sgk và mô hình. - HS nghiên cứu Sgk và trình bày hai cách mắc: + Mắc hình sao. + Mắc hình tam giác. - HS ghi nhận các khái niệm điện áp pha và điện áp dây. - HS nghiên cứu Sgk để trả lời: là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng III. Hệ ba pha - Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha. 1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 120 0 từng đôi một. cos 1 0 2e e t ω = cos 2 0 2 2 ( ) 3 e e t π ω = − cos 3 0 4 2 ( ) 3 e e t π ω = − - Cấu tạo: (Sgk) - Kí hiệu: 2. Cách mắc mạch ba pha - Trong mạch ba pha, các tải được mắc với nhau theo hai cách: a. Mắc hình sao. b. Mắc hình tam giác. - Các điện áp u 10 , u 20 , u 30 gọi là điện áp pha. - Các điện áp u 12 , u 23 , u 31 gọi là điện áp dây. U dây = 3 U pha 3. Dòng ba pha - Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng Trang 2/3 ~ M N A B R N S ~ ~ ~ 1 2 3 0 - Trình bày điện áp pha và điện áp dây. - Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát ra là dòng ba pha. → Chúng có đặc điểm gì? - Nếu các tải là đối xứng → ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ. - Hệ ba pha có những ưu việt gì? lệch pha với nhau 120 0 từng đôi một. - HS nghiên cứu Sgk và liên hệ thực tế để tìm những ưu việt của hệ ba pha. lệch pha với nhau 120 0 từng đôi một. 4. Những ưu việt của hệ ba pha - Tiết kiệm dây dẫn. - Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. Hoạt động 5 (3 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.(Bài tập 3-4 trong SGK) - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. Đọc trước bài “Động sơ không đồng bộ ba pha” - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM V.CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 1.Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha là gì? a.hiện tượng tự cảm. b.hiện tượng cảm ứng điện từ. c.khung dây quay trong điện trường. d.khung dây chuyển động trong từ trường. 2.Trong máy phát điện: a.phần càm tạo ra dòng điện. b.phần cảm tạo ra từ trường. c.phần ứng được gọi là bộ góp. D.phần ứng tạo ra từ trường. 3. Roto của máy phát điện xoay chiều là một nam châm có ba cặp cực từ quay với tốc độ là 1200 vòng/phút. Tần số của suất điện động do máy phát tạo ra là? a.40Hz b.50Hz c.60Hz d.70Hz 4.Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto gồm 4 cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50Hz thì rôto phải quay với tốc độ là: a.3000 vòng/phút b.1500 vòng/phút c.750 vòng /phút d.500 vòng/phút ---------o0o-------- Trang 3/3 . động của máy phát điện xoay chiều. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Các mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều đối. ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha. 1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình