Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 29. Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài...
CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I / MỤC TIÊU : Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm hệ số công suất. Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Đồng hồ điện 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39, các biểu thức bài 40 và công thức lượng giác tích thành tổng. II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : i = I o cost GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở HS : u = U o cos( t + ) HS : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). HS : p = UIcos + UIcos(2t + ) Hoạt động 2 : HS : P = W t HS : Công suất trung bình trong một chu kỳ . HS : UIcos HS : Bằng 0 HS : P = UIcos Hoạt động 3 : HS : Hệ số công suất. HS : Bằng 0 hai đầu đoạn mạch ? GV : Viết biểu thức công suất tức thời ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức công suất tức thời ? GV : GV thông báo định nghĩa công suất trung bình ? GV : So sánh các công suất trung bình tính trong thời gian t = T và tính trong thời gian t >> T ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ nhất trong biểu thức ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ hai trong biểu thức ? GV : Công suất của dòng điện xoay chiều trong mạch ? GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của cos ? HS : Bằng 0 HS : cos = R Z HS : cos = 1 GV : Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định hệ số công suất cos ? GV : Đối với đoạn mạch RLC xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cos có giá trị như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Công suất tức thời Xét một đoạn mạch xoay chiều có dòng điện i = I o cost chạy qua. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch u = U o cos(t + ). Công suất tức thời : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). Thay U o = U 2 , I o = I 2 p = UIcos + UIcos(2t + ) (41.1) 2. Công suất trung bình Công suất trung bình của dòng điện tính trong một khoảng thời gian t. P = W t (41.2) Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì. Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (41.1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcos. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’ = 2 T , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không. Công suất của dòng điện xoay chiều P = UIcos (41.3) 3. Hệ số công suất Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần 2 , hoặc chỉ có tụ điện 2 , thì cos = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cos = 2 RI RI UI ZI cos = R Z (41.4) Nếu trong đoạn mạch xảy ra cộng hưởng hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì = 0, cos = 1. Với cùng một hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch có cos càng lớn thì công suất của dòng điện càng lớn. Nếu cos nhỏ, để công suất cũng vẫn bằng P, hiệu điện thế là U thì cường độ dòng điện I = cos P U phải có giá trị lớn. Khi đó dây dẫn phải làm to hơn, hao phí vì nhiệt tỏa ra trên dây dẫn lớn hơn. Đó là điều ta cần tránh. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 Xem bài 42 TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN LỚP 12A2 THI ĐUA HỌC TỐT CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20 - 11 Nhắc lại kiến thức cũ Câu 1: Hãy viết biểu thức tính cảm kháng, dung kháng tổng trở mạch điện R, L, C nối tiếp! Câu 2: Hãy viết công thức tính độ lệch pha điện áp so với dòng điện mạch R, L, C mắc nối tiếp cho biết điện áp sớm pha, trễ pha so với Câu3: Hiện tượng cộng hưởng điện xảy dòng điện? nào? Câu 4: Hãy viết công thức tính công suất dòng điện không đổi! Nhắc lại kiến thức cũ Câu 1: Công thức cảm kháng: Công thức dung kháng: Công thức tổng trở: Z L = Lω ZC = ωC Z = R + (Z L − ZC ) 2 Nhắc lại kiến thức cũ Câu 2: Công thức độ lệch pha điện áp so với dòng điện: Z L − ZC tan ϕ = R Nếu ZL>ZC, điện áp sớm pha so với dòng điện Nếu ZL