8. Những chữ viết tắt trong đề tài
3.2.4. Bài 30 Máy phát điện xoay chiều
1. MỤC TIÊU BÀI HỌC a. Mục tiêu kiến thức:
+ Hiểu đƣợc nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
+ Trình bày đƣợc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát xoay chiều một pha, máy phát điện xoay chiều ba pha.
b. Mục tiêu kỹ năng:
Vận dụng đƣợc các công thức để tính tần số và suất điện động của máy phát điện xoay chiều.
Phân tích đƣợc nguyên tắc hoạt động của máy phát điện chiều xoay ba pha. Nắm đƣợc sơ đồ mắc mạch ba pha để lắp mạch khi thực hành.
Liên hệ thực tế : Các máy phát điện xoay chiều trong thực tế.
2. CHUẨN BỊ a. Giáo viên:
+ Mô hình máy phát điện xoay chiều một pha (Video) + Tranh vẽ các loại máy phát 1 hay 3 pha, H30.5, H30.6 + Phiếu học tập
b. Học sinh
+ Xem lại phần hiện tƣợng cảm ứng điện từ lớp 11, xem lại hiệu điện thế dòng điện xoay chiều.
+ Đọc bài trƣớc
Phiếu học tập
Câu 1. Máy dao điện một pha hoạt động nhờ hiện tƣợng: A. tự cảm B. cảm ứng điện C. cảm ứng từ D. cảm ứng điện từ
Câu 2. Phát biểu nào sau đây đúng đối với máy phát điện xoay chiều? A. Biên độ của suất điện động phụ
thuộc vào số cặp cực của nam châm.
B. Tần số của suất điện động phụ thuộc vào số vòng dây của phần ứng.
C. Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện D. Cơ năng cung cấp cho máy đƣợc
ở các cuộn dây của phần ứng. biến đổi hoàn toàn thành điện năng.
Câu 3. Máy phát điện xoay chiều một pha có rôto là phần ứng và máy phát điện xoay chiều ba pha giống nhau ở điểm nào sau đây?
A. Đều có phần ứng quay, phần cảm cố định.
B. Đều có bộ góp điện để dẫn điện ra mạch ngoài.
C. Đều có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
D. Trong mỗi vòng quay của rôto, suất điện động của máy đều biến thiên hai lần.
Câu 4. Cách làm nào trong các cách sau đây không tạo ra đƣợc suất điện động cảm ứng trong khung dây dẫn kín?
A. Cho khung dây quay trong từ trƣờng đều.
B. Đặt khung dây trong từ trƣờng đều, bóp méo khung dây để thay đổi diện tích S của khung.
C. Cho khung dây chuyển động trong từ trƣờng đều sao cho mặt phẳng khung dây luôn vuông góc với các đƣờng sức.
D. Thay đổi cảm ứng từ B của từ trƣờng mà khung dây đặt trong đó.
Câu 5. Phần cảm của máy phát điện là
A. phần chuyển động rôto. B. phần đứng yên stato.
C. phần tạo ra từ trƣờng. D. những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng.
Câu 6. Máy dao điện một pha có p cặp cực nam châm quay với vận tốc n vòng/phút . Tần số dòng điện phát ra tính theo công thức nào sau đây? A. f = 60 .p n B. f = 60.n.p C. f = n.p D. f = 60.n/p
Câu 7. Với máy phát điện ba pha mắc hình sao thì biểu thức nào đúng? A. Id = Ip ; Ud = Up B. Id = 3.Ip ; Ud = Up 3 C. Id = 3.Ip ; Ud = Up 2 D. Id = Ip ; Ud = Up 3
c. Tiến trình xây dựng kiến thức
d. Cơ hội tổ chức cho HS hoạt động để tự lực chiếm lĩnh kiến thức
Cơ hội 1: Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha.
- Chia lớp thành nhiều nhóm (mỗi nhóm 4-6 HS), các thành viên trong nhóm trao đổi với nhau về vấn đề GV đặt ra, sau đó cử đại diện mỗi nhóm trả lời hoặc trao đổi cùng GV hoặc tranh luận góp ý với các bạn trong lớp.
Cách mắc tải đối xứng hình tam giác
Dòng ba pha những ƣu việt của dòng ba pha Cách mắc tải đối xứng hình sao Máy phát điện xoay chiều ba pha + Cách tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha + Cấu tạo
+ Hoạt động
-Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. -Nguyên tắc tạo ra suất điện động xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều một pha + Cấu tạo
+ Hoạt động
-Máy phát điện là thiết bị dùng để biến cơ năng thành điện năng. Vậy nó hoạt động nhƣ thế nào?
Câu hỏi: 1, 2 Bài tập: 1, 2, 3, 4
- GV là ngƣời nêu vấn đề. Nếu HS chƣa trả lời đƣợc GV sẽ lần lƣợt đƣa ra những câu hỏi gợi mở dần cho HS tiếp tục thảo luận và trả lời đến khi các em có thể hệ thống lại kiến thức và giải quyết đƣợc vấn đề GV đặt ra.
Câu hỏi gợi ý:
- Dựa vào các hình hình 30.1; 30.2; 30.4; 3.04 và kiến thức lớp 8, 11. 1. Hãy phát biểu nội dung hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
2. Nêu cấu tạo của máy phát điện 1 pha và 3 pha? 3. Nguyên tắc hoạt động của 2 loại máy phát.
Cơ hội 2: So sánh giữa máy phát 1 pha và máy phát 3 pha.
- Đặt câu hỏi cho HS1 (Chƣa trả lời đƣợc hoặc chỉ đúng một phần nhỏ). - Gọi tiếp HS2 với câu hỏi gợi ý đầu tiên.
- Tiếp tục gọi HS khác trả lời tiếp những câu gợi ý tiếp theo cho đến khi HS1 hệ thống lại tất cả các câu gợi ý để trả lời đƣợc câu hỏi của mình.
Câu hỏi gợi ý:
1. Sự khác biệt cơ bản của 2 loại máy phát là gì?
2. Nêu lên những ƣu điểm và khuyết điểm của 2 loại máy phát điện.
3. Từ những ƣu điểm và khuyết điểm nêu trên vậy ngƣời ta sử dụng loại máy nào sẽ là ƣu việt nhất?
Cơ hội 3: Các kiểu đấu tải vào mạng 3 pha.
Câu hỏi gợi ý:
1. Chú ý về kiểu đấu các pha của máy phát. Có mấy kiểu? 2. Chú ý về kiểu đấu các pha của tải điện. Có mấy kiểu?
3. Trong 2 kiểu đấu, đấu thế nào sẽ phù hợp với mục đích sử dụng?
3. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ (5 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Cán bộ lớp báo cáo sĩ số của lớp. Yêu cầu cán bộ lớp cho biết tình hình của lớp.
- Nêu câu hỏi và gọi HS
Câu 1: Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
Câu 2: Viết công thức tính hệ số công suất Câu3: Vì sao phải tăng hệ số công suất nơi tiêu thụ điện?
- Lắng nghe câu hỏi của GV. HS1: Suy nghĩ và trả lời.
HS2: Nhận xét câu trả lời của bạn
- Nhận xét đánh giá và cho điểm. !
Hoạt động 2: Tiếp nhận nhiệm vụ học tập (2 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Quan sát theo dõi GV đặt vấn đề. Tạo tình huống học tập
- Suy nghĩ về vấn đề giáo viên đặt ra. Trong thực tế dòng điện chúng ta sử dụng đƣợc tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều. Vậy máy phát điện là gì? Chúng có cấu tạo nhƣ thế nào? Hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
Hoạt động 3: Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều (8 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Máy phát điện là các thiết bị dùng để
biến đổi cơ năng thành điện năng. Máy phát điện là gì? Khi từ thông qua mỗi vòng dây biến
thiên điều hoà: =0cos2ft thì trong cuộn dây có N vòng giống hệt nhau xuất hiện suất điện động cảm ứng biến thiên điều hòa.
Suất điện động sinh ra ở các cuộn dây nhƣ thế nào?
Hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm
ứng điện từ. của các loại máy phát điện xoay chiều. Hãy nêu nguyên tắc hoạt động chung - Nhận xét câu trả lời của học sinh.
= 0 cos t Viết biểu thức từ thông qua mỗi vòng dây?
t N
dt d N
e 0sin Viết biểu thức suất điện động xuất hiện trong cuộn dây có N vòng?
2 cos 0 N t e 0 0 N E
Viết biểu thức biên độ của suất điện động?
Theo em, có mấy cách tạo ra xuất điện động xoay chiều mà ngƣời ta thƣờng dùng trong các máy phát điện? Đó là những cách nào?
Nêu các cách tạo ra suất điện động xoay chiều :
+ Từ trƣờng cố định, vòng dây quay. + Từ trƣờng quay, vòng dây cố định.
- Gợi ý để học sinh đƣa ra hai phƣơng án
- Trả lời (dựa vào công thức suất điện động). - Nhận xét và đúc kết lại vấn đề. - Nêu câu hỏi C2.
Hoạt động 4: Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha (10 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Cho học sinh quan sát mô hình máy phát điện xoay chiều một pha. Biểu diễn kí hiệu của máy phát điện xoay chiều một pha.
? ! ! ! ! ? ? ?
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Quan sát mô hình.
Dựa vào mô hình hãy chỉ ra các bộ phận chính của máy phát điện.
Máy phát điện xoay chiều một pha có hai bộ phận chính: Phần cảm; phần ứng.
Phần cảm đƣợc cấu tạo nhƣ thế nào? Nam châm điện, nam châm vĩnh cữu
có các cực xếp xen kẽ nối tiếp nhau trên một vành tròn.
Phần cảm có nhiệm vụ làm gì trong máy phát điện?
Phần cảm này tạo ra từ trƣờng Phần ứng đƣợc cấu tạo nhƣ thế nào? Là những cuộn dây giống nhau. Phần ứng có nhiệm vụ làm gì trong
máy phát điện? Tạo ra SĐĐCƢ khi máy hoạt động.
Nêu tên của phần quay và phần cố định của máy phát điện?
- Phần quay: roto. - Phần cố định: stato.
Ngƣời ta phải làm gì để tăng suất điện động của máy phát?
Phần ứng gồm nhiều cuộn dây, mỗi cuộn dây gồm nhiều vòng dây, phần cảm gồm nhiều nam châm điện.
Để tăng cƣờng từ thông qua các cuộn dây ngƣời ta phải làm gì?
Quấn trên các lõi thép kỹ thuật. Muốn tránh dòng điện PhuCô ngƣời ta phải làm gì?
Lõi thép gồm nhiều lá thép mỏng ghép
cách điện. có mấy cách hoạt động? Các máy phát điện xoay chiều 1 pha Có 2 cách:
+ Nam châm quay, cuộn dây cố định. + Nam châm cố định, các cuộn dây quay.
Để dẫn dòng điện ra ngoài ngƣời ta phải làm bằng cách nào?
Dùng hai vành khuyên, hai thanh quét ? ? ? ? ? ! ? ? ? ? + – A B Rôto Stato Vành khuyên Chổi quét
Sơ đồ máy phát 1 pha có 3 cặp cực. Rôto là nam châm điện.
Hoạt động 5: Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều ba pha (15 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Máy phát điện xoay chiều một pha có công suất nhỏ. Vậy muốn sử dụng nguồn điện có công suất lớn ta phải làm sao? - Suy nghĩ và trả lời. Đó là máy phát điện xoay chiều ba
pha. Vậy nó có cấu tạo thế nào? Hoạt động ra sao? Nó có lợi hơn máy phát điện xoay chiều một pha nhƣ thế nào?
Chế tạo ra một loại máy phát điện có
số pha lớn hơn. của máy phát điện xoay chiều 3 pha? Quan sát hình vẽ 30.4 mô tả cấu tạo Cấu tạo 2 phần chính: Phần cảm và
phần ứng Diễn giảng cho học sinh hiểu Dòng điện xoay chiều 3 pha là gì? Nêu định nghĩa. Viết các biểu thức suất điện động xuất
hiện trong cuộn dây? t E e 0cos 3 2 cos 0 t E e 3 2 cos 0 t E e
Tải tiêu thụ điện năng đƣợc mắc nhƣ thế nào?
3 cuộn dây giống nhau. Mắc tam giác
hoặc hình sao. Mắc thế nào là mắc theo kiểu hình tam giác? Mắc thế nào là mắc theo kiểu hình sao - - Quan sát hình 30.5 và 30.6 và trả lời.
Hoạt động 6: Củng cố và dặn dò bài tập (5 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Yêu cầu học sinh nhắc lại nội dung chính của bài thông qua các câu hỏi củng cố. - Dặn dò bài tập:
+ Trả lời các câu hỏi và làm bài tập 1, 2, 3, 4 sgk
+ Đọc và tìm hiểu bài kế tiếp - Ghi nhận bài tập
- Chuẩn bị bài mới
Rút kinh nghiệm: ……… ……… ……… ……… ! ? ? ! ? ! ? ?