M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu mét pha 1.Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu. 2. CÊu t¹o cña m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu. 1. Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều Khi từ thông qua một khung dây dao động điều hòa, nó làm phát sinh trong khung dây một suất điện động điều hòa, suất điện động đó tạo ra ở mạch ngoài (mạch tiêu thụ) một dòng điện xoay chiều dao động điều hòa: I = I o sin(t + ) Máy phát điện xoay chiều kiểu cảm ứng hoạt động nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. O t i B X X A O B 2. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều Gồm 3 phần chính: +Bộ góp điện: +Phần cảm: *Nhiệm vụ: Tạo ra từ trường. *Cấu tạo: Là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. +Phần ứng: *Nhiệm vụ: Tạo ra dòng điện. *Cấu tạo: Gồm các cuộn dây quấn trên một lõi thép điện kĩ thuật. Ho¹t ®éng cña m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu mét pha 1 B A a b 2 x’ x V A < V B 1 B A a b 2 x’ x V A > V B Các cuộn dây của phần cảm và phần ứng đều được quấn trên các lõi làm bằng một loại thép đặc biệt (thép kĩ thuật điện) gọi là thép Silic để tăng cường từ thông qua các cuộn dây. - Bộ phận đứng yên gọi là Stato -Bộ phận chuyển động (quay) gọi là Roto. - Công thức tính tần số của dòng điện xoay chiều: f: Tần số của dòng điện xoay chiều. n: Số vòng quay/phút p: số cặp cực p 60 n f = Câu hỏi vận dụng Khi cho phần ứng đứng yên, phần cảm quay thì có thể tạo ra dòng điện xoay chiều được không? Khi đó có cần bộ góp điện không? Trả lời: - Được.Vì khi đó từ thông gửi qua phần cảm vẫn biến thiên điều hoà và ở mạch ngoài có dòng điện xoay chiều. -Trong trường hợp này không cần dùng đến bộ góp điện.Tuy nhiên, phần cảm phải là nam châm vĩnh cửu, từ trường yếu do đó dòng điện ở mạch ngoài có cường độ nhỏ và chỉ được áp dụng đối với các máy phát điện loại nhỏ. Bài tập vận dụng: Một máy phát điện xoay chiều cho dòng điện có tần số 50Hz.Tính số vòng quay của Rôto nếu máy phát có: a) 2 cặp cực. b) 4 cặp cực. Bài giải: Từ công thức: a) Với p = 2 ta có n = 60.50 / 2 = 1500 vòng / phút. b) Với p = 4 ta có n = 60.50 / 4 = 750 vòng / phút. f p 60 n p 60 n f == CÊu t¹o bé gãp ®iÖn 1 B A a b 2 x’ x *NhiÖm vô: §a dßng ®iÖn ra m¹ch ngoµi. *CÊu t¹o:-Hai vµnh khuyªn. -Hai chæi quÐt. Φmax → ec = → i = b a N c M d N S Φ ≠ → ec ≠ (dcba) → i ≠ (MN) b c d M+ N- a Φ = → ec max (dcba) → i max (MN) c d b a M+ N- Φ ≠ → ec ≠ (dcba) → i ≠ (MN) c b d M+ a N- Φmax → ec = → i = c b d M a N Φ ≠ → ec ≠ (abcd) → i ≠ (NM) b a M- N+ d c Φ = → ec max (abcd)→ i max (NM) b a c d M- N+ Φ ≠ → ec ≠ (abcd) → i ≠ (NM) b c a Md N+ Φmax → ec = → i = b a c M d N Φmax → ec = → i = b a c M d N Φ ≠ → ec ≠ (dcba) → i ≠ (MN) b c d M+ N- a Φ = → ec max (dcba) → i max (MN) c d b a M+ N- Φ ≠ → ec ≠ (dcba) → i ≠ (MN) c b d M+ a N- Φmax → ec = → i = c b d M a N Φ ≠ → ec ≠ (abcd) → i ≠ (NM) b a M- N+ d c Φ = → ec max (abcd)→ i max (NM) b a c d M- N+ Φ ≠ → ec ≠ (abcd) → i ≠ (NM) b c a Md N+ Φmax → ec = → i = b a c M d N A B N S X Y A B N S X Y A B N S X Y A B N S X Y A B N S X Y Bài 17 . MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Tuần : Tiết : I. Mục tiêu. - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha - Phát biểu đựoc đònh nghóa dòng điện 3 pha , - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha : Nêu được những ưu điểm của dòng điện 3 pha II- Chuẩn bò - GV : Chuẩn bò đầy đủ các mô hình máy phát điện xoay chiều một pha , ba pha, cách mắc hình sao và tam giác - HS : ôn lại kiến thức về máy phát điện (lớp 9) III. Hoạt động dạy và học 1. Kiểm tra bài cũ. - Viết công thức điện năng hao phí trên đường dây tải điện, nêu các giải pháp giảm hao phí trên đường dây tải điện. - Máy biến áp là gì ? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. 2. Mở bài : Theo SGK Hoạt động 1: Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều một pha. Hoạt động của HS Trợ giúp của GV - HS: theo dõi GV - HS : Thảo luận và trả lời câu C1 theo YC của GV * HS tră lời và ghi vào tập Gồm hai bộ phận . + Phần cảm : Nam châm điện hoặc nam châm vónh cửu , tạo ra từ trường + Phần ứng : Gồm các cuộn dây giống nhau, cố đònh trên một vòng tròn, tạo ra dòng điện. HS: Trả lời và ghi vào tập - Phần cảm cũng như phần ứng bộ phận quay gọi là rôto, bộ phận đứng yên gọi là stato. - Khi rôto quay, từ thông qua mỗi cuộn dây của stato biến thiên tuần hoàn, xuất hiện một suất điện động hình sin với tần số f = pn P : cực nam châm, n : Số vòng quay (vòng/giây) - Làm câu C2 theo hướng dẫn của GV - GV : Dùng mô hình MPĐ XC 1 pha để giúp HS nhớ lại nguyên tắc để tạo ra dòng điện xoay chiều. - YC HS trả lời câu C1 ? - Quan sát mô hình hãy cho biết MPĐXC 1 pha được cấu tạo như thế nào ? - Nguyên tắc hoạt động của MPĐ XC 1 pha ? - Viết công thức tần số dòng điện ? GV gợi ý các đại lượng trong công thức tần số. - Hướng dẫn HS trả lời câu C2. ( gọi 2 HS lên bảng làm sau đó cho cả lớp nhận xét) Hoạt động 2: Máy phát điện xoay chiều ba pha. Hoạt động của HS Trợ giúp của GV HS: Lắng nghe HS: Quan sát hình vẽ(hoặc mô hình) *Nêu cấu tạo và ghi vào tập + Ba cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố đònh trên vòng tròn đặt lệch nhau 120 o (stato) + Một nam châm NS quay quanh trục O (rôto) - HS: Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi của GV (ø ghi vào tập) +Khi quay nam châm tạo ra từ trường quay, sinh ra hệ 3 suất điện động trong 3 cuộn dây chúng có cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha 3 2 π - HS : Lắng nghe (hoặc theo dõi TN) * Ghi vào tập : U dây = 3 U pha - Thảo luận nhóm làm câu C3 và ghi vào tập - HS: Nêu đònh nghóa theo SGK , thảo luận nhóm để tìm biểu thức dòng điện i trong 3 cuộn dây - HS: Thảo luận nhóm và trả lời ghi vào tập 1/ Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động - GV: Gới thiệu mô hình MPĐ XC 3 pha a) Cấu tạo. - GV: Chiếu hình 17.3a giới thiệu các bộ phận của Phòng GD Eakar Trường THCS Nguyễn Đức Cảnh Giáo viên dự thi : Trịnh Công Biên Bộ môn : Vật Lý 9 + - - - Kieåm tra baøi cuõ 1/ Dòng điện xoay chiều là gì ? Nêu các cách tạo ra dòng điện xoay chiều ? Trả lời :- Dòng điện xoay chiều là dòng điện luân phiên đổi chiều - Để tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều ta có thể cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín . Máy phát điện gia đình Đi namô ở xe đạp Nhà máy điện trong công ngiệp C1. Hãy chỉ ra những bộ phận chính của mỗi loại máy phát điện này và nêu lên chỗ giống và khác nhau của chúng. Hình 34.1 Hình 34.2 BÀI 34 : MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I – Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều . 1. Quan sát : BAØI 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát : Giống nhau : Gồm hai bộ phận chính là cuộn dây và nam châm . BAØI 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát : Giống nhau : Gồm hai bộ phận chính là cuộn dây và nam châm . Hình 34.1 Hình 34.2 BÀI 34 : MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I – Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều. 1. Quan sát : Khác nhau : Máy ở hình 34.1 Rô to (phần quay) : cuộn dây Stato (phần đứng yên): Nam châm Máy ở hình 34.2 Rô to(phần quay): Nam châm Stato ( phần đứng yên) : cuộn dây Có thêm bộ góp điện : Vành khuyên và thanh quét (chổi than). BAØI 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát : Khi nam châm hoặc cuộn cây quay thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm C2 : Vì sao khi ta cho nam châm ( hoặc cuộn dây ) quay ta lại thu được dòng điện xoay chiều trong các máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng cụ tiêu thụ điện. BÀI 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát : 2. Kết luận : Các máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây .Một trong hai bộ phận đó đứng n gọi là Stato, bộ phận còn lại có thể quay được gọi là Rơ to II.MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG KĨ THUẬT 1.Đặc tính kó thuật: BÀI 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Quan sát : 2. Kết luận : Các máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây . Một trong hai bộ phận đó đứng n gọi là Stato, bộ phận còn lại có thể quay được gọi là Rơ to II.MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG KĨ THUẬT 1.Đặc tính kó thuật: Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật : Cường độ dòng điện đến : 2000 A, cơng suất 300 MW. Hiệu điện thế đến 25000 V, tần số 50 Hz 2. Cách làm quay máy phát điện : Nhà máy thủy điện hòa bình [...]...BÀI: 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Nhà máy nhiệt điện BÀI: 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Máy Bài 34: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1- Kiến thức: - Nhận biết được hai bộ phận chính của một máy phát điện xoay chiều, chỉ ra được rôto và stato của mỗi loại máy. - Trình bày được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. - Nêu được cách làm cho máy phát điện có thể phát điện liên tục. 2- Kĩ năng: Quan sát, mô tả trên hình vẽ. Thu nhận thông tin từ SGK. 3- Thái độ: Thấy được vai trò của vật lí học yêu thích môn học. II. CHUẨN BỊ * Đối với mỗi nhóm HS: - Hình 34.1, 34.2 phóng to. - Mô hình máy phát điện xoay chiều III. PHƯƠNG PHÁP: Dùng mô hình, thuyết trình, vấn đáp, hoạt động nhóm IV. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG: A, ổn định tổ chức: 9A: 9B: B, Kiểm tra: - Nêu các cách tạo ra dòng điện xoay chiều. - Nêu hoạt động của đinamô xe đạp Cho biết máy đó có thể thắp sáng được loại bóng đèn nào? C. Bài mới: Hoạt động của giáo viên và học sinh Ghi bảng Hoạt động 1 : ĐVĐ: Dòng điện xoay chiều lấy ở lưới điện sinh hoạt là HĐT 220V đủ để thắp được hàng triệu bóng đèn cùng 1 lúc Vậy giữa đinamô xe đạp và máy phát điện ở nhà máy điện có điểm gì giống và khác nhau? Bài mới Hoạt động 2: Tìm hiểu các bộ phận chính của máy phát điện xoay chiều và hoạt động của chúng khi phát điện. GV thông báo: 2 loại máy phát điện xoay chiều có cấu tạo như hình 34.1 và 34.2. GV treo hình 34.1; 34.2 phóng. Yêu cầu HS quan sát hình vẽ kết hợp với quan sát mô hình máy phát điện trả lời câu C1. HS : quan sát hình vẽ 34.1 và 34.2 để trả lời I- Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều. 1- Quan sát C1: - Hai bộ phận chính là cuộn dây và nam châm. ở hình 34.1: Có thêm bộ góp điện gồm: Vành khuyên và thanh quét. C2: Khi nam châm hoặc cuộn dây quay thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn luân câu hỏi C1 Gv: Hướng dẫn HS thảo luận câu C2. HS: Thảo luận, đại diện trả lời C2 GV hỏi thêm: Loại máy phát điện nào cần có bọ góp điện? Bộ góp điện có tác dụng gì? Vì sao không coi bộ góp điện là bộ phận chính? HS: suy nghĩ trả lời các câu hỏi thêm của GV GV: Hai loại máy phát điện xoay chiều có cấu tạo khác nhau nhưng nguyên tắc hoạt động có khác nhau không? HS : Thảo luận đưa ra KL Hoạt động 3: Tìm hiểu một số đặc điểm của máy phát điện trong kĩ thuật và trong sản xuất. GV : Yêu cầu HS tự nghiên cứu phần II sau đó yêu cầu 1, 2 HS nêu những đặc điểm kĩ thuật của máy phát điện xoay chiều trong kĩ phiên tăng giảm thu được dòng điện xoay chiều trong các máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng cụ tiêu thụ điện. 2. Kết luận: Các máy phát điện xoay chiều đều có 2 bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. II- Máy phát điện xoay chiều trong kĩ thuật. + Cường độ dòng điện đến 2000A + Hiệu điện thế xoay chiều đến 25000V + Tần số 50Hz + Cách làm quay máy phát điện: thuật như: HS : tự nghiên cứu phần II để nêu được một số đặc điểm kĩ thuật: Hoạt động 4: Vận dụng Yêu cầu HS dựa vào thông tin thu thập được trong bài trả lời câu hỏi C3. HS suy nghĩ trả lời câu C3. dùng động cơ nổ, dùng tuabin nước, dùng cánh quạt gió III- Vận dụng: C3: Đinamô xe đạp và máy phát điện ở nhà máy điện - Giống nhau: Đều có nam châm và cuộn dây dẫn, khi một trong 2 bọ phận quay KIỂM TRA MIỆNG Câu1:Nªu c¸c c¸ch t¹o dßng ®iƯn xoay chiỊu? Có làm tập + soạn (10đ) Trả lời: - Cã c¸ch t¹o dßng ®iƯn xoay chiỊu cn d©y dÉn kÝn: + Cho cn d©y dÉn kÝn quay tõ trêng cđa nam ch©m + Cho nam ch©m quay tríc cn d©y dÉn kÝn KIỂM TRA MIỆNG Câu2:Cho biết phận máy phát điện xoay chiều? Máy phát điện hoạt động dựa tượng nào? Trả lời: - Nam châm cuộn dây dẫn - Máy phát điện hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ Đinamơ xe đạp Nhµ m¸y ®iƯn Hoµ Bình Cã giống vµ kh¸c m¸y ph¸t ®iƯn nhá nh ®inam« xe ®¹p víi m¸y ph¸t ®iƯn khỉng lå ë nhµ m¸y thủ ®iƯn Hoµ Bình ? Tuần 19 – Tiết 38 – Bài 34 S N TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu: 1-Quan s¸t: Hình 34.2 Hình 34.1 Thảo luận nhóm *C1: H·y chØ bé phËn chÝnh cđa mçi lo¹i m¸y ph¸t ®iƯn nµy vµ nªu lªn chç gièng nhau, kh¸c cđa TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu: CHIỀU 1-Quan s¸t: *C1: Gièng nhau: Hai bé phËn chÝnh: Nam châm cuộn dây dẫ n Nam ch©m Cn d©y dÉn Hình 34.1 * Kh¸c nhau: Hình 34.2 Nam ch©m ®øng yªn Cn d©y quay Cã vµnh khuyªn vµ Nam ch©m quay Cn d©y ®øng yªn TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu: 1-Quan s¸t: *C2: Gi¶i thÝch cho nam ch©m (hc cn d©y) quay ta l¹i thu ®ỵc dßng ®iƯn xoay chiỊu c¸c m¸y trªn nèi hai cùc cđa m¸y víi c¸c dơng tiªu thơ ®iƯn Tr¶ lêi: Khi nam ch©m (hc cn d©y) quay, ta thu ®ỵc dßng ®iƯn xoay chiỊu sè ® êng søc tõ xuyªn qua tiÕt diƯn S cđa cn d©y dÉn lu©n phiªn tăng gi¶m Một hai phận quay quanh trục cố định gọi r«to phần lại đứng n stato Stato S R«to N TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu: 1-Quan s¸t: Hình 34.1 Hình 34.2 R«to (quay) Stato (®øng yªn) Stato R«to TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY I.CÊu t¹o vµ ho¹t ®éng cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay CHIỀU II.M¸y chiỊu: ph¸t ®iƯn xoay chiỊu kü tht: 1.ĐỈc tÝnh kü tht: M¸y ph¸t ®iƯn c«ng nghiƯp cã thĨ cho: -Cêng ®é dßng ®iƯn ®Õn 2000A -HiƯu ®iƯn thÕ xoay chiỊu 25000V -Cơng suất 300MW - TÇn sè 50Hz (VN) - Stato: lµ cn d©y - R«to: lµ nam ch©m ®iƯn -Đêng kÝnh tiÕt diƯn ngang cđa m¸y ®Õn m, chiỊu dµi ®Õn 20 m TiÕt 38-Bài 34 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU C¸ch lµm quay m¸y ph¸t ®iƯn: - Trong kĩ thuật, có nhiều cách làm quay rơto máy phát điện: Dïng ®éng c¬ nỉ, ®éng c¬ nhiƯt, tua bin níc, c¸nh qu¹t giã… Máy phát điện cơng nghiệp Máy phát điện gia đình CĨ THỂ EM CHƯA BIẾT ! Trong máy phát điện lớn dùng cơng nghiệp, người ta dùng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cửu để tạo từ trường mạnh Để đưa dòng điện chiều vào nam châm điện, người ta dùng góp điện.Bộ góp điện gồm hai vành khun gắn với hai đầu cuộn dây nam châm điện qt (hay chổi than) ln tì sát vào vành khun Dây dẫn nối hai chổi than với hai cực nguồn điện ngồi Nhờ mà nam châm quay, dây dẫn nối khơng bị xoắn lại *LIÊN HỆ THỰC TẾ Nhµ m¸y thủ ®iƯn Nhµ m¸y thủ ®iƯn Nhµ m¸y nhiệt ®iƯn Nhµ m¸y ®iƯn gió Máy phát điện gia đình ?Khi ?Khi ho hoạạtt độ động, ng, máy máy phát phát đ điiệệnn chuy chuyểểnn hóa hóa nnăăng ng llượ ượng ng ttừ ddạạng ng nnààoo sang sang ddạạng ng nnàào? o? Trả lời: Khi hoạt động, máy phát điện chuyển hóa lượng từ sang điện III.VËn dơng: TỔNG KẾT *C3: Cã gièng vµ kh¸c m¸y ph¸t ®iƯn nhá nh ®inam«xe ®¹p víi m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu c«ng *C3: - Gièng nhau: ĐỊu cã nam ch©m vµ cn d©y dÉn, mét hai bé phËn quay xt hiƯn dßng ®iƯn xoay chiỊu - Kh¸c : +Đinam« xe ®¹p cã kÝch thíc nhá h¬n, c«ng st ph¸t ®iƯn nhá, hiƯu ®iƯn thÕ, cêng ®é dßng ®iƯn ë ®Çu nhá h¬n + Đinam« dïng nam ch©m vÜnh cưu – M¸y ph¸t SƠ ĐỒ TƯ DUY Nam ch©m Ho¹t ®éng CÊu t¹o Cn d©y dÉn M¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu øng dơng Ho¹t ®éng dùa trªn hiƯn tỵng c¶m øng ®iƯn tõ BÀI TẬP Hình vÏ bên lµ m« hình tù t¹o cđa m¸y ph¸t ®iƯn xoay chiỊu Mn cho m¸y ph¸t ®iƯn liªn tơc ph¶i lµm thÕ nµo? Chän ph¬ng ¸n ®óng A Quay cho khung d©y quay liªn tơc theo mét chiỊu nhÊt ®Þnh B ChØ quay khung d©y mét vßng C Quay khung d©y nưa vßng sau ®ã quay ngỵc l¹i nưa vßng D Quay khung d©y mét vßng sau ®ã quay ngỵc