+ Để việc sử dụng điện năng có + Phải bố trí các mạch điện sao + Để việc sử dụng điện năng có hiệu quả, các cơ sở tiêu thụ điện cho hệ số công suất cos φ lớn.. hiệu quả, các cơ sở tiêu t[r]
(1)BÀI 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Tiết: 27 I MỤC TIÊU Kiến thức: + Viết công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều + Viết công thức tính hệ số công suất mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp + Nêu lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện Kỉ năng: + Biết cách tính công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều và các đại lượng có công thức + Biết cách tính hệ số công suất mạch điện mắc nối tiếp và các đại lượng có công thức Thái độ: + Nghiêm túc học tập, độc lập nghiên cứu bài học, tích cực xây dựng bài giảng II CHUẨN BỊ G V + Bảng 15.1 sgk, và giản đồ Fre-nen HS + Ôn lại các công thức mạch điện xoay chiều có R,L,C nối tiếp III HOẠT ĐỘNG DẠY- HỌC: Ổn định lớp: Điểm danh Kiểm tra bài cũ: ( phút) + Phát biểu định luật ôm cho mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp, viết công thức biểu diễn định luật + Viết công thức tính tổng trở mạch điện R,L,C mắc nối tiếp và công thức tính độ lệch pha u và i Giảng bài mới: a Vào bài: Trong mạch điện, điện áp tức thời, cường độ tức thời luôn biến thiên theo thời gian t Vậy công suất tiêu thụ mạch điện tính nào ? b Tiến trình dạy- học: TL 10 p Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh HĐ 1: Tìm hiểu công suất mạch điện xoay chiều Nội dung + GV thông báo công thức tính + HS lắng nghe tiếp thu, ghi nhớ I CÔNG SUẤT CỦA MẠCH (2) công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều + Đơn vị đo công suất là gì ? ĐIỆN XOAY CHIỀU Công thức tính công suất: + Xét mạch điện xoay chiều hình sin: * Điện áp tức thời hai đầu mạch: u = U o cos(ωt+φ u ) + Đo oát(W) + 1kW = 1000W + Trong thời gian t điện + Hs thực mạch tính nào ? Đo gì ? 20 p * Cường độ dòng điện tức thời mạch: i = Io cos(ωt+φ i ) + Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều tính theo công thức: P = UIcos φ (1.1) ( φ = φ u - φi ) + Đơn vị đo: tính Oát (W) Điện tiêu thụ mạch điện W = Pt (1.2) + Đơn vị đo: (J) hay kwh HĐ 2: Tìm hiểu hệ số công suất + GV TB: Thừa số cos, công + HS ghi nhận thức (1.1) gọi là hệ số công suát mạch điện,có giá trị từ đến cosφ 1 + VD: bảng (15.1) cho nhận xét + YC hs trả lời câu hỏi C2 + Tại có công suất hao phí trên + Do có hiệu ứng Jun- lenxơ II HỆ SỐ CÔNG SUẤT + Thừa số cos, công thức (1.1) gọi là hệ số công suát mạch điện, có giá trị từ đến cosφ 1 Tầm quan trọng hệ số công suất trình cung cấp và sử dụng điện (3) đường dây tải điện từ máy phát điện đến sở sản xuất ? + HS thực + Công suất hao phí tính nào ? 9p + Điện dẫn từ nhà máy phát điện đến các sở sản xuất qua các đường dây tái điện nên có hao phí công suất trên đường dây (do hiệu ứng Jun- lenxơ) tải P2 ΔP= rI = r 2 U cosφ điện: + Để việc sử dụng điện có + Phải bố trí các mạch điện + Để việc sử dụng điện có hiệu quả, các sở tiêu thụ điện cho hệ số công suất cos φ lớn hiệu quả, các sở tiêu thụ điện phải khắc phục nào ? phải khắc phục cách bố trí các mạch điện cho hệ số công suất cos φ lớn cos φ 0,85 + HS thực + YC hs từ giản đồ Fre-nen tính hệ Công thức tính hệ số công suất mạch điện RLC mắc nối tiếp số công suất cos φ + Từ giản đồ Fre-nen, hệ số công suất tính theo công thức: UR R + GV thông báo: + HS ghi nhận = φ φ + HS nhận xét: P= UI cos = I.I Z cos = RI cos φ = U Z + Từ kết trên có nhận xét gì? + P= UI cos φ = I.I Z cos φ = RI2 KL “ Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều có RLC mắc mối tiếp công suất tỏa nhiệt trên R” HĐ 3: Củng cố bài học Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp + U = 120(V) Đặt vào hai đầu mạch điệ áp + I = 3(A) φ -φ u = 120 2cos(100πt+ π/4)v thì + φ = u i = π/3 cường độ tức thời qua mạch là: + cos φ = 0,5 φ i = 2cos(100πt - π/12)(A) Tính + P = UI cos = 120.3.0,5=180W (4) hệ số công suất, công suất tiêu thụ + W = Pt = 180.60 = 10800 (J) và điện tiêu thụ mạch thời gian phút Dặn dò(1 phút) + Về nhà làm câu hỏi 1và các bài tập từ đến /85 sgk + Chuẩn bị tiết bài tập + Làm các bài tập đã cho + Nhận xét tiết dạy IV RÚT KINH NGHIỆM TUẦN: 14 Ngày soạn: BÀI TẬP Ngày dạy: Tiết: 28 I MỤC TIÊU Kiến thức: + Viết công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều + Viết công thức tính hệ số công suất mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp + Nêu lí cần phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện Kỉ năng: + Biết cách tính công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều và các đại lượng có công thức + Biết cách tính hệ số công suất mạch điện mắc nối tiếp và các đại lượng có công thức Thái độ: + Hứng thú môn, tích cực giải bài tập, tìm tòi các bài tập nâng cao sách tham khảo II CHUẨN BỊ: G V: + Lựa chọn số bài tập bản, và phương pháp giải toán cho loại HS + Ôn lại kiến bài học 15 III HOẠT ĐỘNG DẠY- HỌC: Ổn định lớp: Điểm danh Kiểm tra bài cũ: ( phút) (5) + Hãy viết công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện tiêu thụ mạch điện xoay chiều + Hãy viết công thức tính hệ số công suất mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp Giảng bài mới: a Vào bài: Để củng cố kiến trức và kĩ trọng tâm bài 15 ta tiến hành giải số bài tập qua tiết bài tập b Tiến trình dạy- học: TL 15 p Hoạt động giáo viên HĐ 1: Phần trắc nghiệm Hoạt động học sinh +YC hs đọc các bài tập 2,3,4,5/85 + HS làm theo yc gv sgk Thảo luận theo nhóm và trình * cos φ =R/Z bày phương án chọn * ZL = ZC nên Z = R : cos φ = 2 * ZL ZC = LC π f = 4/3 = 3π 2f LC = 4π 2f x2 φ LC Mà cos =1 nên: fx = f<f Vây : * U =U + (U L -UC )2 60V(1) + PQ R 2 + U PN = U R +U L = 60V(2) U =U = 60V + NQ C (3) + Từ pt trên ta được: UR = 30 3V cos φ = UR /U = /2 ( Giải theo p2 giản đồ Fre-nen) Nội dung A PHẦN TRẮC NGHIỆM + C + B + A + A (6) 20 p HĐ 2: PHẦN TỰ LUẬN +YC hs đọc kĩ các bài tập 6/85 + HS làm theo yc gv sgk, tháo luận và trình bày phương pháp giải ZL = πf L; ZC = 2πfC R +(ZL - ZC ) +Z= + I = U/Z + P = RI2 ; cos φ = R/Z + Bài tập mới: Một mạch điện A,B gồm điện RU RU trở R = 40 , cuộn cảm = R +(ZL -ZC ) L = 1/ π H, tụ điện có + P = RI2 = Z điện dung C thay đổi, tất mắc R +(ZL - ZC ) R Mà: nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch U2 điện áp xoay chiều giả trị hiệu dụng U = 120(V), tần số f = 50Hz Nên: P R Điều chỉnh C giá trị nào thì công U2 suất tiêu thụ mạch là lớn Vậy: Pmax = R Tính công suất đó ω2 LC = C = 2 4π f L Khi: B PHẦN TỰ LUẬN + Bài tập 6/85 sgk: * ZL = πf L = 10 * ZC = 2πfC = 10 * Zmin = R = 30 * I = U/R = 10/3 A * P = RI2 = 30 (10/3) 333,33W * ; cos φ = + Bài tập mới: + P = 2 RU RU = 2 Z R +(ZL -ZC ) HĐ 3: Củng cố bài giảng = 2 Mà: R +(ZL - ZC ) R U2 Nên: P R U2 Vậy:Pmax = R = 1202/40= 360W ω2 LC = C = 2 4π f L Khi: 10-4 C = π (F) 4p RI2 (7) Qua bài tập trên hs phải nắm vững + HS ghi nhận công thức tính công suất, hệ số công suất, công thúc tính điện áp hiệu dụng, và điều kiện cộng hưởng điện Dặn dò(1 phút) + Về nhà làm lại các bài tập, và các bài tập tương tự sách bài tâp + Chuẩn bị bai học 16 “ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG MÁY BIẾN ÁP” + Ôn lại tượng cảm ứng điện từ + Nhận xét tiết dạy IV RÚT KINH NGHIỆM (8)