Thiết kế thí nghiệm và xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lí ở trường trung học phổ thông phần dòng điện xoay chiều

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ĐÀO THỊ KIM CHI THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG VIDEO HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VẬT LÍ Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG PHẦN DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÍ Hà Nội – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG VIDEO HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VẬT LÍ Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG PHẦN DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÍ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Thị Thu Hiền Sinh viên thực khóa luận: Đào Thị Kim Chi Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực hồn thành khóa luận này, nhận quan tâm, động viên giúp đỡ lớn từ quý Thầy cô, đồng nghiệp, gia đình bạn bè Tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: Cô PGS.TS Lê Thị Thu Hiền, người trực tiếp hướng dẫn mặt chuyên môn, tận tâm, tận tình dạy, truyền đạt kinh nghiệm, người động viên giúp đỡ vượt qua khó khăn suốt q trình thực khóa luận Quý thầy cô Khoa Vật Lý, trường Đại học Giáo dục tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất ý kiến đóng góp chân tình để tơi hồn thiện khóa luận Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình bạn bè thân hữu hết lòng quan tâm, động viên, cổ vũ giúp đỡ học tập, nghiên cứu giúp tơi có thêm nghị lực để hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Sinh viên Đào Thị Kim Chi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ PGS Phó giáo sư TS Tiến sĩ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Lí lựa chọn đề tài 2.Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Phân tích nội dung, chƣơng trình phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều” 1.1.1 Nội dung kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều” 1.1.1.1 Mạch RLC 1.1.1.2 Dao động điện cưỡng 1.1.1.3 Dòng điện xoay chiều 1.1.1.4 Phương pháp Fresnel 11 1.1.1.5 Công suất tỏa mạch điện xoay chiều 11 1.1.1.6 Máy phát điện 12 1.1.1.7 Máy biến Sự vận chuyển lượng điện 13 1.1.2 Những yêu cầu chương trình phổ thơng …………………………… 15 1.2 Phân tích lozic hình thành kiến thức phần “Dịng điện xoay chiều” 17 1.2.1 Graph nội dung phần “Dòng điện xoay chiều” 17 1.2.2 Phân tích lozic hình thành kiến thức 20 1.2.2.1 Khái niệm dòng điện xoay chiều 20 1.2.2.2 Các giá trị hiệu dụng 21 1.2.2.3 Phương pháp giản đồ Fresnel (phương pháp vector quay) 22 1.2.2.4 Các loại mạch điện xoay chiều 23 1.2.2.5 Cơng suất dịng điện xoay chiều 26 1.2.2.6 Máy phát điện xoay chiều 28 1.2.2.7 Động không đồng ba pha 29 1.2.2.8 Máy biến áp Truyền tải điện 30 CHƢƠNG 2.THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM PHẦN “DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”32 2.1 Mục đích thiết kế thí nghiệm 32 2.2 Khảo sát độ lệch pha hiệu điện cƣờng độ dòng điện hai đầu điện trở 32 2.3 Khảo sát mạch xoay chiều có có tụ điện 33 2.4 Khảo sát mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm 34 2.5 Khảo sát mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp 36 2.6 Máy phát điện xoay chiều ba pha 39 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40 1.1 Báo cáo thí nghiệm khảo sát độ lệch pha hiệu điện cƣờng độ dòng điện hai đầu điện trở 42 1.2 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều chứa tụ điện 42 1.3 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện chứa cuộn cảm 45 1.4 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều R-L-C mắc nối tiếp46 1.5 Báo cáo thí nghiệm máy phát điện xoay chiều ba pha 48 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 MỞ ĐẦU Lí lựa chọn đề tài Thực nghiệm ln đóng vai trị quan trọng vật lí học Đặc biệt q trình dạy học trung học phổ thông, kiến thức phần lớn hình thành từ đường thực nghiệm Phương pháp rèn luyện cho học sinh kĩ quan sát tượng vật lí tự nhiên, đời sống thí nghiệm, giúp học sinh sử dụng dụng cụ đo phổ biến vật lí, biết lắp ráp tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản Thí nghiệm khâu then chốt phương pháp thực nghiệm Tuy nhiên, nhiều yếu tố chủ quan khách quan khả làm thí nghiệm giáo viên học sinh cịn hạn chế, thiết bị thí nghiệm có chất lượng chưa cao, chưa xác khiến thời gian tiến hành thí nghiệm khơng đảm bảo dẫn đến q trình hình thành kiến thức cho học sinh đường thực nghiệm không hiệu Để khắc phục nhược điểm sử dụng video clip hướng dẫn thí nghiệm thiết kế cẩn thận, công phu từ khâu lựa chọn thiết bị thí nghiệm khâu thực để nâng cao hiệu trình dạy học Nội dung phần “dòng điện xoay chiều” chiếm phần quan trọng chương trình vật lí phổ thơng Hầu hết kiến thức phần hình thành từ đường thực nghiệm thơng qua thí nghiệm vật lí Chính thí nghiệm khơng chuẩn bị kĩ diễn với thời gian dài, khó thực cách xác phạm vi thời gian tiết học Bên cạnh đó, số dụng cụ thí nghiệm sử dụng nhà trường phổ thơng chưa đảm bảo chất lượng đáp ứng yêu cầu phương tiện dạy học Chính vậy, muốn đạt mục tiêu dạy học phương án tối ưu sử dụng video clip chuẩn bị cơng phu Vì lý trên, tơi định chọn đề tài nghiên cứu “Thiết kế thí nghiệm xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lí trường trung học phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều” Mục đích nghiên cứu Xây dựng thí nghiệm phần “Dịng điện xoay chiều” sử dụng dạy học phổ thơng theo chương trình Vật lí phổ thông Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chương trình phổ thơng dạy học theo hướng phát triển lực cho học sinh Nghiên cứu lí luận phương pháp thực nghiệm ứng dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trung học phổ thơng - Nghiên cứu phân tích nội dung chương trình Vật lí trung học phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều” - Nghiên cứu cấu tạo xây dựng thí nghiệm phần “Dịng điện xoay chiều” - Xây dựng video hướng dẫn tiến hành thí nghiệm CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Phân tích nội dung, chƣơng trình phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều” 1.1.1 Nội dung kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều” 1.1.1.1 Mạch RLC Khảo sát mạch RLC hình vẽ L Giả sử thời điểm t = 0, tụ có điện tích Q0 ta bắt đầu đóng khóa R K K tụ phóng điện Sử dụng định luật Kirchhoff cho mạch Hình 1.1 Sơ đồ mạch R – L – C mắc nối tiếp điện này: I (t ).R  q(t ) di(t )  L C dt Nhưng i(t )  C dq(t ) , i(t) cường độ dịng điện chạy mạch, cịn dt q(t) điện tích mặt thời điểm t, nên ta viết lại phương trình dạng: L d q(t ) dq(t ) q(t ) R  0 dt dt C (1) Với điều kiện ban đầu là: q(0)  Q0 ; q '(0)  Khi điều kiện R  4L thỏa mãn, giải phương trình vi phân (1) với điều kiện C ban đầu ta thu nghiệm sau: q(t )  Q0e R t 2L cos( ' t ) ' Trong đó: Từ đó:  i(t )  (2) R2  LC L2 Q  Rt dq(t )   e L ( R cos  ' t  2L 'sin  ' t ) dt 2L Đây phương trình dao động điện từ tắt dần mạch RLC Các mạch dao động đóng vai trị quan trọng nhiều dụng cụ điện tử Nghiên cứu chi tiết mạch thường trình bày giáo trình lý thuyết dao động [1, tr.335 - 336] 1.1.1.2 Dao động điện cưỡng Để buộc mạch RLC hoàn thành dao động cưỡng ta mắc nối tiếp vào mạch điện nguồn xoay chiều: U  U m cos t Lúc phương trình vi phân có dạng : L d q(t) dq(t ) q(t) R   U m cos t dt dt C (*) U d q(t ) dq(t )  2  02 q(t )  m cos t dt dt L (3)   Trong đó: R 2L LC 0  Nghiệm riêng phương trình (3) có dạng: q(t )  qm cos( t  ) (4) Um 2 L , tg  Trong đó: qm  0   (02   )2  4 2 Thay giá trị 0 ;  vào biểu thức trên, ta có: qm  Um    R  L  C   2 tg  R  L C (5) 2.5 Khảo sát mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp a Mục đích - Biết cách khảo sát mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp - Xác định tần số cộng hưởng mạch R – L – C mắc nối tiếp b Dụng cụ thí nghiệm STT Số lượng Tên dụng cụ Hộp đựng Bảng lắp ráp mạch điện Điện trở (10  - 20W) Đồng hồ đo điện (dùng chung) Máy phát tần số (dùng chung) Dây nối (dùng chung) Cuộn dây (có lõi sắt chữ I, hệ số tự cảm chưa có lõi sắt từ 0,02H đến 0,05H) Tụ điện 1 c Tiến hành thí nghiệm Bước 1: Lắp mạch điện hình vẽ A V ~ Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện R – L – C nối tiếp Hình 2.8 Mạch điện R – L – C mắc nối tiếp 37 Bước 2: Chọn thang ampe mức 200mA Bước 3: Dùng máy phát tần số, chọn mức điện áp khoảng 3V, tần số điều khiển khoảng 100Hz đến 1000Hz Bước 4: Điều chỉnh tần số từ 100Hz trở lên để tìm giá trị cực đại dịng điện, tức dịng cộng hưởng (dịng tăng dần sau giảm dần) Khi dòng đạt cực đại, dùng đồng hồ đo điện áp hai đầu linh kiện hai đầu đoạn mạch Xác định tổng trở cuộn dây điện trở, nghiệm lại biểu thức U I max R d Kết thí nghiệm Bảng 2.3 Bảng giá trị đo tần số cộng hưởng Lần đo (R =10 ) I max (mA) f ch UR UL UC … e Lưu ý - Cuộn dây có điện trở lớn (khoảng từ 20 đến 85 , tùy theo nhà sản xuất, nên đo điện áp hai đầu điện trở hai đầu đoạn mạch khác (theo lí thuyết chúng cộng hưởng, với điều kiện điện trở cuộn dây bé bỏ qua được) - Đồng hồ đo điện đa số có thêm nút DH dùng để dừng giá trị hiển thị đồng hồ (vì giá trị hiển thị nhiều lúc không ổn định, nên chờ lúc số thị thay đổi với biên độ nhỏ được) 38 2.6 Máy phát điện xoay chiều ba pha a Mục đích - Khảo sát cấu tạo hoạt động máy phát điện xoay chiều ba pha - Làm quen với cách mắc mạch điện hình hình tam giác b Dụng cụ thí nghiệm STT Tên dụng cụ Số lượng Bảng thí nghiệm (550 x 400 x 10)mm Mơ hình máy phát điện pha (gồm cuộn dây) Bảng mạch điện hình Hình tam giác Dây nối (dùng chung) c Tiến hành thí nghiệm  Khảo sát cấu tạo hoạt động máy phát điện xoay chiều pha * Cấu tạo máy phát điện xoay chiều pha, gồm hai phần roto stato: - Roto nam châm, có trục quay vng góc với điểm O - Stato gồm cuộn dây dẫn hình trụ có lõi sắt giống đặt vị trí cho trục cuộn dây đồng quy điểm O đường tròn lệch 1200 - Ngồi cuộn dây stato cịn nối với đèn LED dùng để phát dòng điện xuất cuộn dây * Hoạt động máy phát điện xoay chiều pha: - Nếu quay roto quanh trục từ thông gửi qua tiết diện cuộn dây stato biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc, biên độ lệch pha góc 1200 Theo định luật Faraday cảm ứng điện từ, cuộn dây stato xuất suất điện động cảm ứng xoay chiều hình sin - Kết đèn LED nối với cuộn dây stato phát sáng chậm sau chu kì quay roto Để dễ dàng phân biệt chậm pha này, người ta 39 quay roto đủ chậm dùng đèn LED phát ánh sáng màu khác Khi quay roto nhanh đèn LED phát sang mạnh  Mắc mạch tiêu thụ điện nối với máy phát điện xoay chiều pha * Mắc mạch hình - Dùng dây dẫn nối chung điểm cuối A, C, B cuộn dây dùng dây điện đưa vào điểm chung bảng mạch điện hình - Nối điểm đầu A, B, C cuộn dây với điểm A, B, C bảng mạch điện hình - Quay rơto thấy đèn tải hình sáng - Trong cách mắc điện này, điện áp hai đầu đèn LED điện áp hai đầu cuộn dây stato gọi điện áp Up ; cịn điện áp Hình 2.9 Mạch điện mắc hình hai đỉnh hình mạch tiêu thụ điện gọi điện áp Ud * Mắc mạch hình tam giác - Nối đầu dây tương ứng A-B, B-C, C-A cuộn dây stato với - Dùng dây nối A, B, C mơ hình với A, B, C bảng mạch điện hình tam giác - Khi quay rơto, đèn LED bảng mạch điện hình tam giác phát sáng Khi điện áp hai đầu đèn LED điện áp hai đầu cuộn dây stato gọi điện áp pha Hình 2.10 Mạch điện mắc hình tam giác d Câu hỏi định hướng - Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo nào? 40 + Để tạo suất điện động máy phát điện xoay chiều ba pha phần ứng phải có cuộn dây? + Ta nên bố trí roto phần cảm hay phần ứng? Vì sao? + Để có ba suất điện động xoay chiều biên độ, tần số cuộn dây phải có đặc điểm phải bố trí cuộn dây nào? + Để suất điện động lệch pha đơi ta phải bố trí cuộn dây thỏa mãn yêu cầu gì? - Hai cách mắc hình mắc hình tam giác có đặc điểm gì? 41 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Báo cáo thí nghiệm khảo sát độ lệch pha hiệu điện cƣờng độ dòng điện hai đầu điện trở a Mục đích thí nghiệm Khảo sát độ lệch pha hiệu điện cường độ dòng điện hai đầu điện trở b Cơ sở lí thuyết Đặt điện áp xoay chiều u U cos t vào hai đầu đoạn mạch có điện trở R Trong khoảng thời gian nhỏ, điện áp cường độ dòng điện coi khơng đổi nên áp dụng định luật Ohm dịng điện khơng đổi: i u R Xét độ lệch pha u i ta có: U0 cos t R I0 cos t Vậy u đồng pha với i c Kết thí nghiệm Khi ta tăng biên độ điện áp để có dịng chạy qua điện trở điện kế G thể dịng điện chạy qua điện trở, vơn kế V thể điện áp đặt vào hai đầu điện trở Quan sát hai kim dao động ta thấy, kim điện kế G đạt biên độ cực đại kim vơn kế đạt biên độ cực đại, kim điện kế G kim vơn kế Từ đây, ta rút nhận xét: hiệu điện hai đầu điện trở dao động đồng pha với cường độ dòng điện hai đầu điện trở Kết phù hợp với sở lí thuyết nêu 3.2 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều chứa tụ điện a Mục đích Nghiệm lại phụ thuộc dung kháng vào tần số dòng điện xoay chiều b Cơ sở lí thuyết Trong trường hợp mạch điện xoay chiều chứa tụ điện R L Như vậy, ta có: 42 U C I Đại lượng: ZC C gọi dung kháng đo ngược lại Mà Khi tăng dung kháng giảm f nên dung kháng có phụ thuộc vào tần số dao động c Kết thí nghiệm Bảng 3.1 Kết đo giá trị điện áp cường độ dòng điện với tần số f1 = 50Hz C U (V) I(mA) a = ZCtn ( ) Lần 3.03 0.943 3213.14 Lần 3.03 0.942 3216.56 Lần 2.96 0.921 3213.89 F, f1 50Hz ZClt ( ) 3183.10 Bảng 3.2 Kết đo giá trị điện áp cường độ dòng điện với tần số f2 = 60Hz C U (V) I(mA) b = ZCtn ( ) Lần 2.98 1.104 2699.27 Lần 2.92 1.080 2703.70 Lần 2.91 1.080 2694.44 F, f1 60Hz ZClt ( ) 2652.58 Bảng 3.3 Kết đo giá trị điện áp cường độ dòng điện với tần số f3 = 100Hz C U (V) I(mA) c = ZCtn ( ) Lần 2.81 1.749 1606.63 Lần 2.81 1.748 1607.55 Lần 2.82 1.747 1614.19 F, f1 100Hz 43 ZClt ( ) 1591.54 d Xử lí số liệu Từ số liệu bảng 1, ta có: a 3213.14 3216.56 3213.89 3214.53 a1 a a1 3214.53 3213.14 1.39 a2 a a2 3214.53 3216.56 2.03 a3 a a3 3214.53 3213.89 0.64 1.39 a Z1C a a 2.03 0.64 ( a) max 1.35 3214.53 2.03( ) Từ số liệu bảng 2, ta có: b 2699.27 2703.70 2694.44 2699.13 b1 b b1 2699.13 2699.27 0.14 b2 b b2 2699.13 2703.70 4.75 b3 b b3 2699.13 2694.44 4.69 b1 b Z2C b2 b2 b3 b ( b) max 0.14 4.75 4.69 2699.13 4.75( ) Từ số liệu bảng 3, ta có: c 1606.63 1607.55 1614.19 c1 c c1 c2 c c2 c3 c c3 1609.45 1609.45 1606.63 1609.45 1607.55 1609.45 1614.19 44 2.82 1.9 4.74 3.19 c c1 c2 c3 Z3C c3 c ( c) max 2.82 1.9 4.74 3.15 1609.45 4.74( ) e Kết luận Từ kết thí nghiệm, ta rút nhận xét phạm vi sai số chấp nhận phép đo Kết thực nghiệm thu phù hợp với kết dung kháng tính theo cơng thức lí thuyết Từ bảng số liệu ta thấy rằng, tần số dòng điện xoay chiều tăng lên dung kháng tụ điện giảm dần Điều cho thấy dung kháng tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện xoay chiều 3.3 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện chứa cuộn cảm a Mục đích - Nghiệm lại phụ thuộc cảm kháng vào tần số dòng điện xoay chiều - Xác định hệ số tự cảm cuộn dây b Cơ sở lí thuyết Trong trường hợp mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm, ta có: Im Trong đó, đại lượng ZL Um L L gọi cảm kháng có đo tăng cảm kháng tăng Mà Khi f nên cảm kháng phụ thuộc vào tần số dòng điện xoay chiều c Kết thí nghiệm Đo giá trị hiệu điện cường độ dòng điện hai đầu cuộn dây ta có bảng số liệu sau: Bảng 3.4 Kết đo hiệu điện cường độ dòng điện hai đầu cuộn cảm f1 f2 2f1 50Hz 100Hz U(V) I(mA) Zd ( ) 2,69 97,3 27,64 2,62 79,3 33,04 45 d Xử lí số liệu Từ số liệu thu được, kết hợp với cơng thức tính tổng trở ta có: Z12 r2 (2 f1L)2 Z22 r2 (2 f L)2 27.642 r2 502.L2 33.042 r2 1002.L2 Thay số, ta được: Giải hệ phương trình, ta tính giá trị hệ số tự cảm L điện trở r cuộn dây là: L = 0.03H, r = 25,58 Nhận xét: So sánh kết hệ số tự cảm L cuộn dây mà ta tính với khoảng L từ 0.02 – 0.05 (H) ta thấy kết hoàn toàn hợp lí Nhìn vào bảng số liệu ta thấy tăng tần số cảm kháng cuộn dây tăng theo cảm kháng phụ thuộc vào tần số kết phù hợp với lí thuyết 3.4 Báo cáo thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp a Mục đích - Biết cách khảo sát mạch điện xoay chiều R – L – C mắc nối tiếp - Xác định tần số cộng hưởng mạch R – L – C mắc nối tiếp b Cơ sở lí thuyết Nếu giữ nguyên điện áp hiệu dụng U hai đầu đoạn mạch thay đổi tần số cho L C , có tượng cộng hưởng Khi đó, tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu Cường độ hiệu dụng dòng điện đoạn mạch đạt cực đại Imax U R Các điện áp tức thời hai đầu tụ điện cuộn cảm ngược pha nhau, nên triệt tiêu nhau, điện áp hai đầu đoạn mạch điện áp điện trở R r cuộn dây 46 c Kết thí nghiệm Lần đo I max (mA) (R =10 , r = 25.58 f ch UR Ud UC ) 78.1 880 0.76 14.48 14.36 79.1 880 0.79 15.24 81 880 0.79 15.25 15.13 15.13 d Xử lí số liệu UR 0.76 0.79 0.79 0.78(V) Ud 14.48 15.24 15.25 14.99(V) UC 14.36 15.13 15.13 14.87 (V) Imax 78.1 79.1 81 Dùng giản đồ vector xử lí số liệu ta được: 47 79.4(mA) Khi tượng cộng hưởng xảy ZL Ur2 Ta có Ud ZC hay U L U L2 , từ ta rút U r Thay số ta được: U r 14.992 14.87 Ud2 UC U L2 1.89 (V) Ta lại có: UR Ur 0.78 1.89 Mặt khác: U AB U max 2.67(V) I max Z ( xảy tượng cộng hưởng) Z = R + r = 10 + 25.58 = 35.58 ( ) Thay số ta được: Umax 79.4x10 x35.58 2.82(V) Từ kết tính tốn ta thấy kết tính tốn từ thực nghiệm có giá trị gần với giá trị tính từ cơng thức lí thuyết Ở đây, ta đo hiệu điện hai đầu cuộn dây khác với hiệu điện hai đầu tụ điện cuộn dây ta sử dụng khơng phải cuộn cảm mà có điện trở r = 25.58 3.5 Báo cáo thí nghiệm máy phát điện xoay chiều ba pha a Mục đích - Khảo sát cấu tạo hoạt động máy phát điện xoay chiều ba pha - Làm quen với cách mắc mạch điện hình hình tam giác b Cơ sở lí thuyết - Cấu tạo máy phát điện xoay chiều pha: gồm phần chính: + Stato: ba cuộn dây giống hệt nhau; đặt lệch 1200 khung trịn + Roto: nam châm điện quay quanh trục - Nguyên tắc: dựa tượng cảm ứng điện từ - Hoạt động: roto quay đều, suất điện động cảm ứng xuất ba cuộn dây có biên độ, tần số lệch pha - Cách mắc điện pha: + Cách mắc hình sao: Ud 3U p 48 + Cách mắc hình tam giác: Ud Up c Kết thí nghiệm Khi nam châm quay tròn ta quan sát đèn LED cuộn dây sáng giống lệch pha Với mạch điện mắc hình ta đo Ud 3U p Với mạch điện mắc hình tiam giác ta đo Ud Up d Nhận xét Việc làm thí nghiệm biểu diễn máy phát điện xoay chiều ba pha giúp ta hiểu rõ cấu tạo hoạt động máy phát điện ba pha Đồng thời, thí nghiệm giúp ta kiểm nghiệm lại lí thuyết cách mắc mạch điện 49 KẾT LUẬN Phần “dòng điện xoay chiều” nội dung kiến thức quan trọng chương trình vật lí 12 trung học phổ thơng Những nội dung, kiến thức học phần có nhiều ứng dụng sử dụng rộng rãi sống hang ngày Tuy nhiên, kiến thức phần có nhiều nội dung trừu tượng, học sinh khó liên tưởng, tưởng tượng Chính vậy, để giúp học sinh hiểu vấn đề, tương vật lí cách sâu sắc thí nghiệm phần thiếu dạy học mơn vật lí Phần nội dung có nhiều thí nghiệm kiểm chứng, thí nghiệm biểu diễn có số thí nghiệm khó thực trang thiết bị thí nghiệm trường trung học phổ thơng chưa đáp ứng đầy đủ Chính vậy, dạy học phần “dòng điện xoay chiều” gặp phải nhiều khó khăn Do đó, muốn nâng cao hiệu dạy học mơn vật lí trường phổ thơng, thu hút ý học sinh giáo viên cần kết hợp giảng với thí nghiệm ảo, thí nghiệm mơ phịng, thí nghiệm biểu diễn, video hướng dẫn thí nghiệm,… 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tơn Tích Ái (2013), Điện từ Nhà xuất Đại học Quốc Gia, Hà Nội Tơn Tích Ái (2013), Cơ sở Vật lí tập điện từ học – quang học Nhà xuất Văn hóa dân tộc Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) cộng (2010), Vật lí 12 Nhà xuất Giáo Dục, Việt Nam Bộ Giáo dục Đào tạo (2018), Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí Nguyễn Thế Khơi (Tổng chủ biên) cộng (2010), Vật lí 12 nâng cao Nhà xuất Giáo Dục, Việt Nam Nguyễn Quang Minh Tuấn (2010), Nghiên cứu nội dung kiến thức chương dòng điện xoay chiều Đại học Sư phạm Huế 51 ... ? ?Thiết kế thí nghiệm xây dựng video hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lí trường trung học phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều? ?? Mục đích nghiên cứu Xây dựng thí nghiệm phần “Dịng điện xoay chiều? ??...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ XÂY DỰNG VIDEO HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VẬT LÍ Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG PHẦN DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU KHĨA... dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trung học phổ thơng - Nghiên cứu phân tích nội dung chương trình Vật lí trung học phổ thơng phần “Dịng điện xoay chiều? ?? - Nghiên cứu cấu tạo xây dựng thí nghiệm phần