- Viết được hệ thức của định luật Ôm đối với các đoạn mạch xoay chiều thuần điện trở, thuần cảm kháng, thuần dung kháng và đối với đoạn mạch RLC nối tiếp.. Nêu được độ lệch pha giữa dòng[r]
(1)GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 21 Lớp Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Ngày dạy Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Mục tiêu a, Kiến thức - Phát biểu định nghĩa dòng điện xoay chiều Viết biểu thức cường độ tức thời dòng điện Nêu ví dụ đồ thị vủa cường độ dòng điện tức thời ,chỉ trên đồ thị đại lượng I0,chu kỳ - Viết biểu thức công suất tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở - Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng b Kĩ năng: Học sinh nêu các định nghĩa và viết biểu thức các giá trị hiệu dụng dòng xoay chiều c Thái độ: Liên hệ thực tế I, U, R, P hiệu dụng Chuẩn bị a, Giáo viên: Mô hình máy phát điện xoay chiều – Sử dụng dao động ký điện tử (nếu có) b, Học sinh: Ôn lại các khía niệm dòng điện không đổi dòng điện biến thiên và định luật Jun-Lenxơ Ôn lại : tính chất hàm điều hòa ( hàm sin hay cosin) Tiến trình dạy học a, Kiểm tra bài cũ: (lồng vào hoạt động dạy) b, Bài HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS NỘI DUNG Hoạt động1: Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều Gv:- Cho HS xem đồ thị biểu diễn i( t) và u (t) có I- KHÁI NIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN qua dao động kí XOAY CHIỀU - Định nghĩa dòng điện xoay chiều ? a) Định nghĩa : ( SGK) Gv Trả lời C1 Nhắc lại định nhgĩa dòng điện không đổi? i I cost -Ở VN dòng điện có f =50Hz suy T = 0,02s (1) Hs Trả lời C1 : Dòng điện chạy theo chiều với cường độ không đổi Gv Trả lời C 2? Xác định giá trị cực đại ,f , T , pha ban đầu các dòng điện xoay chiều ? Hs Trả lời C2 : TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (2) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO a) 5A ; 100 rad / s ; f = 50Hz; b)Ý nghĩa các đại lượng: b) 2( A) ; 100 rad / s ; f = 50Hz ; i : cường độ tức thời 100 rad / s ; f = 50Hz ; c) 2( A) ; I0 > : cường độ cực đại ( biên độ) Gv Trả lời C3 ? Hs.Trả lời C3 : 2 1) Đồ thị hình sin i cắt trục tung là chu :tần số góc , T = điểm có tọa độ : kỳ T 3T T T T k k 8 4 2) Đồ thị kình sin i cắt trục hoành tai điểm có tọa độ: T thì i = I0 Vậy ta có : 2 T i I cos =I0 T Khi t = f là tần số 2 t là pha i và là pha ban đầu Suy : cos cos 00 Suy : 4 Khi t = thì ta có : i I cos( ) I I0 2 Hoạt động 2: Nguyên tắc tạo dòng điện II- NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG GV.- Dùng máy phát điện quay tay cho HS ĐIỆN XOAY CHIỀU a) Biểu thức từ thông : thấy cách tạo dòng điện - Nguyên tắc hoạt động dựa vào tượng -Cho cuộn dây dẫn có N vòng ,có diện tích gì? S, vòng quay với vận tốc góc ur từ trường B có phương vuông góc trục Hs ( tượng cảm ứng điện từ ) quay r ur r -Giả sử lúc t = 0: n B n - Lúc t >0: t NBS cos NBS cos t R ur B Gv Biểu thức từ thông ? Hs BS cos Gv Nhận xét biến thiên từ thông ? b) Biểu thức suất điện độngcảm ứng : Theo định luật Fa-ra-dây: d NBS sin t (2) dt e = E0 sin t với E0 = NBS e c) Cường độ dòng điện cảm ứng Hs.Từ thông biến thiên điều hòa cuộn dây có R : e NBS Gv - Công thức định luật Fa-ra-dây ? i sin t (3) R R - Biểu thức cường độ cảm ứng cuộn TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (3) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO dây có R ? hay i= I0sin t ; Đặt Hs e = / ( đạo hàm từ thông theo thời gian ) I0 NBS R (4) Hoạt động 3: Các giá trị hiệu dụng Gv: Dòng điện xoay chiều có tác dụng III- GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG nhiệt dòng điện không đổi chạy qua 1) Thiết lập công thức: R Tìm giá trị giá trị cường độ dòng -Cho dòng điện xoay chiều chạy qua đọan điện xoay chiều gây tác dụng nhiệt mạch có R : i I cos t thời gian dài ? -Công suất tỏa nhiệt tức thời Công thức công suất tỏa nhiệt tức thời ? p = Ri2 = RI o2 cos t p= cos 2 - công thức hạ bậc : cos - cos 2t - công thức công suất dòng điện không đổi? - So sánh (1) và ( 2) suy công thức liên hệ cường độ dòng điện không đổi và giá trị hiệu dụng củ a dòng điện xoay chiều ? Hs Trả lời C4: Điện tiêu thụ dỏng đi65n xoay chiều trên r tính W = P t ( t = h) - p = Ri2 - P =RI2 I - I RI o2 RI o2 cos 2t 2 -Công suất tỏa nhiệt trung bình chu kỳ có giá trị : RI 02 P = p RI cos t (1) 2 -Công suất dòng điện không đổi : P =RI2 (2) -So sánh (1) và ( 2) : I I 02 I I0 I : gọi là cường độ hiệu dụng 2) Định nghĩa : (SGK) 3) Giá trị hiệu dụng : Giá trị hiệu dụng = Giá trị cực đại / U= U0 U : hiệu điện hiệu dụng 4) CHÚ Ý: - Số liệu ghi trên các thiết bị điện là các giá trị hiệu dụng -Độ trên các dụng cụ đo lường là giá trị hiệu dụng : Ampe kế ( I ) –Vôn kế ( U) -Định nghĩa cường độ hiệu dụng ? Gv Trả lời C5 ? Hs Trả lời C5 : U0 = 220 2V 311(V ) c Củng cố luyện tập Bài (trang 66 SGK ) Đèn ghi ( 220V-100W )nối đèn vào mạng xoay chiều U = 220V Tính : a) bóng đèn ? b) I ? c) Điện tiêu thụ đèn 1giờ U2 R 484 P ; I= P ( A) ; W = Pt = 100W.h U 11 d Hướng dẫn học sinh làm bài tập nhà Xem bài “Các mạch điện xoay chiều” TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (4) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 22 Lớp Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs Ngày dạy BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (T1) Mục tiêu a, Kiến thức Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch xoay chiều :chỉ có điện trở ; có tụ điện ;chỉ có cuộn cảm Phát biểu tác dụng tụ điện , cuộn cảm dòng điện xoay chiều Viết công thức tính dung kháng , cảm kháng b Kĩ năng: Vận dụng thành thạo công thức tính toán vào các mạch điện thành kĩ kĩ sảo làm bài tập c Thái độ: Tích cực, chủ động, làm việc khoa học Chuẩn bị a, Giáo viên: b, Học sinh : Ôn lại các công thức tụ điện: q = Cu; i dq di ; Suất điện động tự cảm: e = L dt dt Tiến trình dạy học a, Kiểm tra bài cũ: Trả lời câu hỏi (tr66-sgk) b, Bài HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: Mạch điện xoay chiều có điện trở Gv Định luật Ôm có còn áp dụng cho dòng Nếu cho dòng điện xoay chiều có dạng : điện xoay chiều hay không ? i I cos t I cos t - Giải thích điện trở có tác dụng Thì : u U cos(t ) U 2cos(t ) tỏa nhiệt : là độ lệch pha u và i - Xét đoạn mạch xoay chiều có R Nếu u sớm pha i A B Nếu u trễ pha i u Nếu u và i cùng pha i I- MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ Mạch 1) Quan hệ u và i : Biểu thức u và i nào ? Hai đầu R có u U cos t Hs Định luật Ôm viết cho giá trị tức thời : u U Định luật Ôm : i cos t u : : i R R R U Gv u và i là các đại lượng đại số Ta quy Đặt : I R Thì i I cos t ước điện A cao B thì u > 0; TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (5) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO còn u < trường hợp ngược lại Còn 2) Định luật Ôm : I U R ciều dònh điện qua mạch từ A đến B 3) Nhận xét : u và i cùng pha thì i > và i < ngược lại -Nhận xét pha u và i ? Hs i và u cùng pha Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều có tụ điện II- MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ Gv - Dòng điện chiều? xoay ĐIỆN 1) Thí nghiệm : chiều có qua tụ hay không ? - Nguồn điện chiều : I = - Nguồn điện xoay chiều : I + C I= A B :u A i C + I= A - Biểu thức u và i cho đoạn mạch - Kết luận : Dòng xoay chiều có thể tồn có tụ điện ? mạch điện có chứa tụ điện 2)Khảo sát mạch điện xoay chiều có C: -Công thức quan hệ q và C ? a) Cho hiệu điện xoay chiều đầu tụ C: Hs q = Cu u U cos t = U cos t - Điện tích trái tụ: Gv Ghi chú : q=Cu =C U cos t Chọn chiều + i hình gọi q - Ở thời điểm t trái tích điện + điện tích tụ là điện tích trái tụ điện tăng lên Sau khoảng thời gian t lượng điện tích q Cường độ dòng điện i tụ tăng thêm q i q t dương q tăng và âm q giảm t - Khi t và q vô cùng nhỏ : di CU sin t ; i U C cos(t ) dt b) Nếu đặt : I = U C i - Nếu cho pha ban đầu dòng điện thì biểu thức u viết Ta có : i I cos(t ) thì u U cos t nào ? - Nếu lấy pha ban đầu dòng điện = thì : - Nhận xét pha i và uC? Chú ý : Đơn vị C (Fara) F 106 ( F ) 1nF = 10-9 ( F ) 1pF = 10-12 ( F ) i I cos t ; u U cos(t ) c) Định luật Ôm: I U ZC Với dung kháng : Z C C d) So sánh pha dao động u và i : i sớm pha u góc TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (6) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO -Nêu ý nghĩa dung kháng ? 4.Củng cố luyện tập 3) Ý nghĩa dung kháng : - Dung kháng là đại lượng biểu cản trở dòng điện xoay chiều tụ điện - Nếu C càng lớn Zc càng nhỏ , dòng điện bị cản trở càng ít - Nếu ( f ) càng lớn Zc càng mhỏ ,dòng điện bị cản trở càng ít - Cho u = 220 cos(100 t )(V ) ; C= 0,318 F a) Tính ZC ? viết i ? b) Nếu f tăng lần thì cường độ hiệu dụng thay đổi nào ? Hướng dẫn làm bài tập nhà Làm bài tập sgk và Xem phần còn lại TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (7) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 23 Lớp Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs Ngày dạy BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (T2) Tiến trình dạy học a, Kiểm tra bài cũ: Trả lời câu hỏi 1.a) (tr74-sgk) b, Bài HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm III- MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ GV : CUỘN CẢM THUẦN - Nêu khái niệm cuộn dây cảm Cuộn dây cảm: có r không đáng kể - Tìm biểu thức i và u đoạn 1) Hiện tượng tự cảm mạch điện xoay mạch xoay chiều có cuộn dây chiều : cảm ? Khi có dòng điện i chạy qua cuộn dây thì từ thông có biểu thức : Li - Tác dụng cuộn cảm dòng Với i là dòng điện xoay chiều biến thiên tuần điện xoay chiều ? hoàn theo t suất điện động tự cảm : Gv Trả lời C5 ? r L A B Hs: Điện Avà B là : u iRAB e r = i t Khi t Thì : e L di dt 2) Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm a)Giả sử dòng điện chạy cuộn dây có dạng: i I cos t r = uL Nên : u = - e di LI sin t dt Hay : u LI cos(t ) Gv Định luật Ôm cho đoạn mạch có cuộn dây càm ? Hs Định luật Ôm : I e L b) Nếu đặt : U = LI U L Ta có : u U cos(t ) U ZL c) Định luật Ôm: I Gv Nhận xét pha i và uL? Hs i trễ pha uL góc I U ZL Với cảm kháng: Z L L d) So sánh pha dao động u và i : i trễ pha u góc TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (8) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO Gv Ý nghĩa cảm kháng ? 3) Ý nghĩa cảm kháng : -Cảm kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm -Khi L lớn và ZL lớn , dòng điện bị cản trở càng nhiều -R làm yếu dòng điện hiệu ứng Jun còn cuộn cảm làm yếu dòng điện định luật Len-xơ Hoạt động 2: Bài tập vận dụng Bài 3: (SGK - tr74) Gv: Y/c HS đọc và tóm tắt Tóm tắt: Điện áp hai đầu tụ điện u 100 cos100t V ; I = 5A Hs: làm nhiệm vụ a) C = ? b)Vbt i = ? Bài làm: Gv: Y/c phân tích và đưa các CT áp U U 100 ZC 20 a) ADĐL Ôm: I dụng ZC I Mà Hs: trả lời 1 1 3 ZC Gv: HD và gọi HS lên làm bt Hs: Nhận nhiệm vụ Gv: Nhận xét và y/c HS tương tự làm bài Hs: tự làm bài .C C Z C 100 20 2000 10 F b) PTTQ: i I 2COS 100t 2COS 100t A 2 2 Bài 4: (SGK - tr74) Tóm tắt: Điện áp hai đầu cuộn cảm u 100 cos100t V ; I = 5A a) L = ? b)Vbt i = ? Bài làm: a) ADĐL Ôm: I U Z L ZL Mà Z C L L b) PTTQ: i I 2COS 100t 2 4.Củng cố luyện tập Hướng dẫn làm bài tập nhà Về nhà làm các bài tập sgk + sbt chữa bài tập TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (9) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 24 Lớp Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs Ngày dạy BÀI TẬP Mục tiêu: a Kiến thức - Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều tức thời - Phát biểu định nghĩa và viết công thức tính giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều - Viết công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và nêu đơn vị đo các đại lượng này - Viết hệ thức định luật Ôm các đoạn mạch xoay chiều điện trở, cảm kháng, dung kháng và đoạn mạch RLC nối tiếp Nêu độ lệch pha dòng điện và điện áp tức thời các đoạn mạch xoay chiều điện trở, cảm kháng, dung kháng và chứng minh các độ lệch pha này b Kỹ : - Vận dụng các công thức tính cảm kháng, dung kháng và điện tổng trở đoạn mạch RLC nối tiếp c Thái độ: Tích cực, chủ động học tập, nghiên cứu Chuẩn bị: a Giáo viên: b Học sinh: Ôn lại kiến thức các mạch điện xoay chiều 3.Tiến trình dạy học a Kiểm tra bài cũ : (Lồng vào hoạt động dạy) b Bài : HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: Tóm tắt lí thuyết Gv: Yêu cầu học sinh nhắc lại định luật I Kiến thức bản: = 2f= 2 T ôm áp dụng cho các đoạn mạch? U U Hs: Trả lời và viết biểu thức * Mạch R: u = U0 cost; I = I = R R Gv Yêu cầu hs nêu mqh u và i vẽ giản đồ cho các đoạn mạch? * Mạch C: uC = U0C cos(t - ) Hs: Trả lời và vẽ giảm đồ U U ZC = ; I0 = I = C ZC ZC * Mạch L: uL =U0L cos(t + ZL= L; I = TỔ: TOÁN LÍ ) U0 U I= ZL ZL TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net (10) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO Hoạt động 2: Bài tập vận dụng Bài : Gv: Yêu cầu hs đọc kỹ đầu bài 1,2,3, Cho mạch điện xoay chiều có cuộn dây và liên hệ với công thức đã học cảm L = 0,636H Điện áp đầu cuộn dây là : u 200cos(100 t Hs: suy nghĩ, thảo luận đưa cách làm ) (v) a) Viết biểu thức i ? Tính I ? vẽ giản đồ véctơ ? b) Nếu f tăng lần thì I thay đổi nào? HD : U a) ZL = 200 I0 = 1(A); ZL Gv: Hướng dẫn và định hướng cho hs i 1cos(100 t Hs Tiếp nhận thông tin và làm bt Gv: Yêu câu 1hs lên bảng làm bt Hs: Nhận nhiệm vụ Gv: Nhận xét và đưa đáp án đúng Hs: Tiếp nhận thông tin Gv: Hướng dẫn học sinh làm bài 5,6 Hs: Đọc kỹ đầu bài, liên hệ với công thức đã học và suy luận Gv: Gợi ý cho hs thảo luận đua cách giải Hs: Tiếp nhận thông tin ) (A) I / L / / b) I L Bài : Cho đoạn mạch xoay chiều có tụ điện biết C = 31,8 F Điện áp đầu tụ là : u 200 cos(100 t ) (V) a) Viết biểu thức i ? Tính I ? vẽ giản đồ véctơ? b) Nếu f tăng lần thì I thay đổi nào ? HD: a) ZC = 100 ; I0 = 2 (A) i 2 cos(100 t ) ( A) I / 2 f / CU f / b) 2 I 2 fCU f Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều có tụ C Điện áp đầu tụ : u 220 cos120 t ( V) Biết I = 0,5 (A) a) Tính điện dung C ? b) Muốn I/ = 0,8 (A) thì tần số f / ? HD: a) ZC = 440 suy : C = 6,03.10-6 ( F ) I/ 0,8 / b) f f 60 96 (Hz) I 0,5 Câu ( trang 74 SGK ) CMR : Khi dây cảm L1 và L2 mắc nối tiếp mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng : Z L ( L1 L2 ) HD : TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 10 (11) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO U = U1 + U2 = -L1 di - L2 di dt dt di = -L di Với L = L +L Gv: Yêu cầu hs thao luận theo nhóm U = - (L1 +L2 ) dt dt và đưa cách làm Suy : ZL = L = L1 + L2 = Z L1 Z L Z L ( L1 L2 ) Câu ( trang 74 SGK ) CMR : Khi hai tụ điện C1 và C2 mắc nối tiếp thì Hs: Thảo luận, báo cáo kết và điện dung tương đương có dung kháng : nhận xét 1 1 và ZC C C1 C2 C HD : Khi C1 và C2 mắc nối tiếp thì : Gv: Nhận xét các nhóm và đưa đáp q q u = u1 + u2 = vì q = q1 = q2 án đúng C1 C2 1 q với u C C1 C2 C 1 Suy : Z C C C1 C2 Z C Z C1 Z C 4.Củng cố luyện tập - Lập bảng so sánh biểu thức định luật Ôm, các véctơ quay U và I , và các biểu thức i,u các đoạn mạch Mạch Các biểu thức i,u Định luật Ôm Các véctơ quay U và I Hướng dẫn làm bài tập nhà Làm nốt các bt sgk và xem trước bài 14 TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 11 (12) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 25 Lớp Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Lớp 12C Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs Ngày dạy BÀI 14: MẠCH CÓ R, L,C, MẮC NỐI TIẾP Mục tiêu: a Kiến thức: Nêu lên tính chất chung mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp Nêu điểm phương pháp giản đồ Fre-nen –Viết công thức tổng trở Viết công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp Viết công thức tính độ lệch pha dòng điện và điện áp có R,L,C nối tiếp Nêu đặc điểm đoạn mạch có R,L,C nối tiếp xảy cộng hưởng điện b Kỹ : Học sinh vẽ giản đồ véc tơ, xây dựng công thức tính tổng trở, tính độ lệch pha u và i c Thái độ: Tích cực, chủ động học tập Chuẩn bị: a Giáo viên: b Học sinh: Xem kiến thức các đoạn mạch xoay chiều Tiến trình dạy học a Kiểm tra bài cũ : (lồng vào hoạt động dạy) b Bài : Hoạt động 1: Áp dụng giản đồ cho đoạn mạch RLC (hs lên bảng điền vào bảng) I-PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1) Phương pháp giản đồ Fre-nen : Mạch Các vétơ quay Các biểu thức i,u Định luật Ôm R uuur UR r I u, i cùng pha C u trễL pha U sớm pha so với i uuur UC uur UL so với i i = I0 cos t u = U0 cos t (I) r I UR = IR i = I0 cos t u= U0 cos t 2 UC = IZC (II) i = I0 cos t r I u = U0 cos Gv: với điện chiều ta có mạch hình vẽ U =? Hs: U = U1+U2+U3 Gv: Giống điện chiều thì mạch RLC có điện áp ntn? Hs: U=UR+UL+UC ? TỔ: TOÁN LÍ t 2 (III) R1 R2 R3 C L R A UL = IZL M N B TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 12 (13) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO 2) Định luật điện áp tức thời : (sgk) HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 2: Tìm hiểu mạch RLC mắc nối tiếp Gv: Biểu thức u cho cỏc đoạn mạch II- MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP 1) Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc có R, có L, có C ? Hs: Viết biểu thức nối tiếp-Tổng trở : Gv: Biểu diễn các véctơ Giả sử cho dòng điện đoạn mạch có biểu uuur uur uuur U R ;U L ;U C cùng giản đồ véctơ thức : i I cos t ta có các bt (I), (II), (III) ? Hs: Vẽ TH ZL>ZC và -Hiệu điện đoạn mạch AB : u uR uL uC ZL<ZC u U cos(t ) ur -Phương pháp giảnur đồuuFre-nen: UL ur uur uuur O ur UC ur S ur U + -Theo giản đồ : UR P x I U U R U L UC U U R2 (U L U C ) U R (Z L ZC ) Gv: Dựa vào giản đồ lập cụng thức tính U theo định lí Pitago ? Tổng trở -Tổng trở mạch : Z toàn mạch ? Z R (Z L ZC )2 Hs: U I Gv: Định luật Ôm ? -Định luật Ôm : Hs: I U Z 2 Z U Z (1) (2) (3) 2) Độ lệch pha điện áp và dòng điện : U U Z Z C C Gv: Thành lập cụng thức tính ? tan L L (4) UR R Hs: Căn giản đồ tớnh tan Gv: Độ lệch pha điện áp và - Nếu ZL > ZC : u sớm pha i ( tính cảm kháng ) dòng điện xảy mây trường hợp - Nếu ZL < ZC : Hs: Có trường hợp xảy Gv: So sỏnh ZL và ZC cú u trễ pha i ( tính dung kháng ) - Nếu : ZL = ZC : trường hợp nào xảy ? -Xét tính chất mạch điện theo u và i cùng pha ( cộng hưởng điện ) 3) Cộng hưởng điện : trường hợp đó ? Hs: Lập luận giá trị a) ĐKCH : ZL = ZC LC Gv: Theo mối quan hệ ZL và => LC (5) ZC ? ĐKCH ? và hệ quả? Z , I U U nào ? b) Hệ : I max Z R Hs: ĐK : ZL = ZC 4.Củng cố luyện tập 1)Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 ; L = 159mH ; C = 31,8 F Điệp áp đầu đoạn mạch có biểu thức là : u 120 cos100 t ( V) Tính Z ? và viết i mạch ? Đs: ( Z = 50 2() , i 1, 2 cos(100 t )( A) Hướng dẫn làm bài tập nhà Làm các bài tập sgk - sbt Tiết sau chữa bài tập TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 13 (14) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 26 Lớp Lớp 12C1 Lớp 12C2 Lớp 12C7 Lớp 12C8 Lớp 12C9 Lớp 12C10 Lớp 12C11 Kiểm tra sĩ số <1’> Tổng số hs Ngày dạy BÀI TẬP Mục tiêu: a Kiến thức: - Viết các công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp và nêu đơn vị đo các đại lượng này - Viết các hệ thức định luật Ôm đoạn mạch RLC nối tiếp (đối với giá trị hiệu dụng và độ lệch pha) - Nêu đặc điểm đoạn mạch RLC nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện b Kỹ : - Vẽ giản đồ Fre-nen cho đoạn mạch RLC nối tiếp - Giải các bài tập đoạn mạch RLC nối tiếp c Thái độ: Tích cực, chủ động học tập, nghiên cứu Chuẩn bị: a Giáo viên: b Học sinh: Các KT và làm các bài tập nhà Tiến trình dạy học a Kiểm tra bài cũ : (Lồng vào hoạt động dạy) b Bài : HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1:(10 phỳt) Túm tắt lớ thuyết Gv: Yêu cầu học sinh viết lại Dòng điện và hiệu điện thế: biểu thức giá trị tức thời i I sin t u U sin(t ) 0 u và i cho đoạn mạch RLC, CT tính Z, CT tính và điêu u U sin t i I0 sin(t ) Với U0 = I0 Z kiệ xay tượng cổng Tính tổng trở Z : Z R Z L Z C hưởng? Z Z Tính góc lệch pha : tg = L C Nhận xét : * Khi ZL > ZC : > * Khi ZL < ZC : < Gv Yêu cầu hs nêu mqh u * Khi ZL = ZC : < và i vẽ giản đồ cho đoạn mạch Hs: Trả lời và viết biểu thức TỔ: TOÁN LÍ ur UL O ur UC R ur S ur U + UR P x TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 14 (15) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO các trường hợp? Hiện tượng cộng hưởng mạch điện RLC: Hs: Trả lời và vẽ giảm đồ Khi L 1 < = > 2 thì C LC U Gv: Chú ý cho HS - Dòng điện đạt giá trị cực đại I R tượng cộng hượng - Hiệu điện cùng pha với dòng điện - Điện trở đạt giá trị cực tiểu Z = R Hoạt động 2: (30 phút) Bài tập vận dụng Bài 1: Gv: Y/c học sinh tóm tắt và Cho mạch điện xoay chiều RLC: R=30 (), L = phân tích đưa cách làm b/tập 0,7/ (H), tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có phương trình: u=120 cos(100 t)(v) Ban đầu điều Hs: nhận nhiệm vụ chỉnh điện dung C giá trị C = C0 =10–4/ (F) a Viết biểu thức cường độ dòng điện b.Cho C thay đổi đến giá trị nào thì cường độ dòng Gv: Hd hs làm bài tập điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại HD: a Tính Z và viết i: Hs: chú ý trả lời các câu hỏi và Tổng trở: Z = R ZL ZCo = 60() tiếp nhận thông tin Cường độ hiệu dụng: I = U/Z = 2(A), I0 = I = 2 (A) Gv: Y/c học sinh tóm tắt và tg = (ZL– ZCo)/R = – /3 , phân tích đưa cách làm bài tập = –/6 ( < nên u chậm pha i) 14.3 Biểu thức i = 2 cos(100t +/6)(A) b Tìm C để I đạt Imax: U Ta có: I = U = Vì U, R và ZL Hs: nhận nhiệm vụ, thao luận Z R Z L Z C 2 đưa cách làm không đổi nên I đạt giá trị cực đại : ZL = ZC ( cộng hưởng) –3 Gv: Hd hs làm bài tập sau đó C = 1/(ZC.) = 10 /(7 )(F) mời đại diện nhóm lên làm bài Bài 14-3( SBT) Cho mạch điện hình vẽ : tập A R L D C B Hs: Lên bảng làm bài tập Gv: Kl và nhận xét u 240 cos100 t (V ) ; R = 30 Tụ điện có C thay đổi Khi cho C có giá trị C1 = 103 F Và C2 = 103 F thì cường độ 7 TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 15 (16) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO Gv: Y/c học sinh tóm tắt và a) Xác định ZL ? phân tích đưa cách làm bài tập b) viết i ? 14.5 c) Xác định UAD ? ZC1=10 ; ZC2=70 a) R2 + (ZC1-ZL)2=R2 + (ZC2-ZL)2 Hs: nhận nhiệm vụ, thao luận đưa cách làm Z C21 Z C1 Z L Z C2 Z C Z L Suy Z L Z C1 Z C 40 b) Z 30 30 30 2 ; I i cos100t Gv: Hd hs làm bài tập sau đó Với ZC1: mời đại diện nhóm lên làm bài i cos100t A tập 4 Hs: Lên bảng làm bài tập Gv: Kl và nhận xét 240 30 2A A 4 c) UAD = R Z L2 I 50.4 200 2(V ) Bài 14-5 ( SBT) Cho mạch điện có R, L ( không có điện trở ) và C mắc nối tiếp Cho u 240 cos100 t (V ) Và i cos(100 t )( A) 0,6 Tìm R;C? biết L = ( H) HD : ZL= 60 ; Z = 240/4 = 60 Cos R R 60cos 30 ( ) Z tan( ) Z L ZC R Suy : ZC = 30 ( ) C 1 10 3 F Z C 100 30 3 4.Củng cố luyÖn tËp.(3 phút): Cho học sinh hệ thống các kiến thức trọng tâm bài 13 - 14 Hướng dẫn học sinh làm bài tập nhà (1 phỳt): Xem bài: Công suất dòng điện xoay chiều TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 16 (17) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 27 Lớp Lớp 12C1 Lớp 12C2 Lớp 12C7 Lớp 12C8 Lớp 12C9 Lớp 12C10 Lớp 12C11 Kiểm tra sĩ số <1’> Ngày dạy Tổng số hs BÀI 15: CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Mục tiêu: a Kiến thức: - Phát biểu định nghĩa và thiết lập công thức công suất trung bình tiêu thụ mạch điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa hệ số công suất Nêu vai trò hệ số công suất mạch điện - Viết công thức hệ số công suất mạch RLC nối tiếp b Kỹ : Xây dựng CT tính công suất mạch xoay chiều, hiểu ý nghĩa hệ số cồn suất c Thái độ: Tích cực, chủ động, làm việc khoa học Chuẩn bị: a Giáo viên: b Học sinh: Ôn lại các công thức mạch RLC nối tiếp Tiến trình dạy học a Kiểm tra bài cũ : (lồng vào hoạt động dạy) b Bài : HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: (10 phút)Tìm công thức tính công suất mạch xoay chiều Gv: Tính công suất dòng điện xoay I-CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN chiều theo công thức nào? XOAY CHIỀU - Nhắc lại công thức dòng điện không 1)Biểu thức công suất : - Xét đoạn mạch điện xoay có dòng điện : đổi? i I cos t Hs: Công suất điện không đổi: p = ui - Điện áp đầu đoạn mạch : p = 2UI cos t.cos(t ) = u U cos(t ) = 2UI cos t[cos t cos sin t sin ] - Công suất tức thời : p = ui = U o I o cos t.cos(t ) =UI cos (2cos t ) =2UI cos t.cos(t ) =UI[ -UI sin 2cos t sin t cos cos(2t )] Gv: Theo lượng giác cos(a+b) = ?, - Giá trị trung bình công suất cos2 =? chu kỳ T: Hs: cos(a+b)=cosa.cosb-sina.sinb P = p UI [cos cos(2t )] TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 17 (18) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO cos 2a Vì cos cos và cos(2t ) 1T p = UI cos [1 cos 2t ] - Nêu: P = UI cos - UI sin sin 2t cos : gọi là hệ số công suất P = UI[ cos cos(2t )] 2) Điện tiêu thụ mạch điện : W=P.t Gv: Điện tiêu thụ tính ntn? Hs: Trả lời Hoạt động 2: (30 phút) Tìm CT tính hệ số công suất Gv: Dựa vào giản đồ vétơ lập công thức II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA MẠCH tính ĐIỆN cos ? ur 1) Biểu thức hệ số công suất : cos a UL O ur UC UR R với cos U Z P = UI cos = RI2 cos ur S + ur U UR P 2) Các trường hợp đặt biệt : cos P max=UI : -đoạn mạch có R –đoạn mạch xảy cộng hưởng điện x Hs: Tính cos bảng 15-1( C2 ) Gv: Đoạn mạch nào có ? P ? cos P = : -đoạn Hs: mạch có L ;đoạn mạch có C ; - P bk=UI công suất biểu kiến(đơn vị V-A) đoạn mạch có Lvà C ( R = ) Ýnghĩa nêu khả cung cấp điện (các đoạn mạch này không tiêu thụ điện cho mạch ) - P = UI cos công suất tác dụng –công 3) Tầm quan trọng hệ số công suất suất thự tiêu thụ mạch quá trình cung cấp và sửdụng điện Gv: Đoạn mạch nào có P ? : -GV nhấn mạnh : Tụ điện và cuộn dây -Công suất tiêu thụ trung bình các thiết bị điện nhà máy : P = UI cos Với cos cảm không tiêu thụ điện Gv: Nếu cos ; P : xác định) để giảm P >0 P hp -Cường độ hiệu dụng : I U cos Ta phải làm cách nào? Hs: -Công suất hao phí trên đường dây tải điện : *Để giảm công suất hao phí P hp ( cos = rP P = rI hp ; P : xác định) ta phải : U cos -Giảm r tăng S tốn kém -Nếu cos nhỏ thì P hp lớn phải bố trí (không chọn) cho cos lớn ( nhỏ ) dùng tụ C cho -Tăng U máy tăng (chọn ) cos 0,85 4.Củng cố luyện tập (3 phút) P = U.I.cos và cos = R Z Ý nghĩa hệ số công suất : Hướng dẫn học sinh làm bài tập nhà (1 phút) Làm các bài tập SGK và SBT sau chữa bài tập TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 18 (19) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO TIẾT: 28 Lớp Lớp 12C1 Lớp 12C2 Lớp 12C7 Lớp 12C8 Lớp 12C9 Lớp 12C10 Lớp 12C11 Kiểm tra sĩ số <1’> Ngày dạy Tổng số hs BÀI TẬP Mục tiêu: a Kiến thức - Viết công thức tính công suất điện và công thức tính hệ số công suất đoạn mạch RLC nối tiếp - Nêu lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện b Kỹ năng: - Giải các bài tập công suất điện c Thái độ: Tích cực, chủ động học tập, nghiên cứu Chuẩn bị: a Giáo viên: b Học sinh: ôn lại kiến thức đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp 3.Tiến trình dạy học a Kiểm tra bài cũ : (Lồng vào hoạt động dạy) b Bài : HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: Tóm tắt lí thuyết * Đặt hiệu điện vào đầu đoạn mạch xoay chiều Gv: Yêu cầu học sinh viết Dùng ampe kế, oát kế và oát kế để đo U,I và P tiêu thụ trên lại biểu thức tính P và mạch Thực nghiệm cho thấy: cos ? P = U.I.cos và cos = R Z * ý nghĩa hệ số công suất : Hs: Trả lời và viết biểu thức - cos =1 =0 : Mạch có R xảy cộng hưởng : P=U.I Gv Yêu cầu hs nêu ý nghĩa hệ số công suất? - cos =0 = : Mạch có L C L,C nối tiếp : P = Hs: Nhắc lại - 0< cos <1 < < 0< < 2 Gv: Muốn tăng công suất * Mạch gồm RLC nối tiếp người ta làm ntn? - Người ta không dùng thiết bị sủ dụng dòng xoay chiều mà cos < 0.85 Hs: Nhắc lại TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 19 (20) GIÁO ÁN LỚP 12 - CƠ BẢN GV: TRỊNH XUÂN BẢO - Người ta mắc song song tụ điện vào mạch để tăng cos Hoạt động 2: Vận dụng Bài 1: Cho mạch điện RL Nếu đặt vào Bài 1: HD a.Tacó: hai đầu mạch điện hiệu điện 220V, U 220 tần số 50Hz thì dòng điện qua mạch là Z 110 2A, lệch pha so hiệu điện góc a Tìm R, L b Tìm công suất tiêu thụ mạch I cos R R Z cos 110 55 Z Mặt khác: ZL ZL Rtg 55 2.1 55 R Z ZL L 2fL L L 2f áp dụng: 55 0,778 L H 2.50 tg Gv: HD học sinh làm bài tập Hs: Tiếp nhận thông tin b Công suất tiêu thu mạch: 220 W Bài 5: (SGK - tr85) P UI cos 220.2 Gv: Gợi ý Bài 5: (SGK - tr85)HD: 2 ADCT: U PQ U R2 U L U C U L ? Hs: làm bài tập đưa đáp án U PN U R2 U L2 U R ? Bài 6: (SGK - tr85) cos ? Đáp án: A Gv: Gợi ý Hs: làm bài tập đưa đáp án Bài 6: (SGK - tr85)HD: ZL=ZC=10 (Z=R); P= U 10 R R W; cos R Z R 4.Củng cố luyÖn tËp Bài 15-5( SBT): Cho mạch điện xoay chiều gồm R,L,C nối tiếp Biết điện áp đầu mạch : u 50 cos100 t (V ) ; Điện áp hiệu dụng UL=30V; UC=60V a) Tính hệ số công suất mạch ? b) Biết công suất tiêu thụ mạch P = 20W.Xác định R,L,C ? U HD a) UR = U (U C U L ) = 40V; cos R = 0,8 U b) P = UIcos I = 0,5A ; ZL = 60 ; ZC = 120 Hướng dẫn học sinh làm bài tập nhà - Các em nhà làm các bài tập 15.6, 15.7 sbt - tr25 - Xem trước bài “Máy phát điện xoay chiều” TỔ: TOÁN LÍ TRƯỜNG THPT SƠN NAM Lop12.net 20 (21)