8. Những chữ viết tắt trong đề tài
3.2.5. Bài 32 Máy biến áp Truyền tải điện
1. MỤC TIÊU BÀI HỌC a. Mục tiêu kiến thức:
- Nắm đƣợc nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và đặc điểm của máy biến thế. - Phân tích đƣợc sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp. - Hiểu đƣợc nguyên tắc chung và phƣơng pháp truyền tải điện đi xa.
b. Mục tiêu kỹ năng:
Giải đƣợc các bài tập về máy biến thế và truyền tải điện năng đi xa.
2. CHUẨN BỊ a. Giáo viên:
- Mô hình máy biến áp
- Sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng.
b. Học sinh
Ôn tập về sự hình thành suất điện động trong cuộn dây, vật liêu từ. Ôn lại khái niệm động cơ không đồng bộ ba pha.
Phiếu học tập
Câu 1: Công dụng của máy biến thế là: A. Biến đổi công suất của dòng điện xoay chiều.
B. Biến đổi hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.
C. Biến đổi hiệu điện thế 1 chiều và hiệu điện thế xoay chiều.
D. Làm tăng dòng điện của dòng điện xoay chiều.
Câu 2: Máy biến thế có vòng cuộn dây sơ cấp nhỏ hơn số vòng cuộn dây thứ cấp thì máy biến thế có tác dụng gì?
A. Giảm hiệu điện thế, tăng cƣờng độ dòng điện.
B. Tăng hiệu điện thế giảm cƣờng độ dòng điện.
C. Tăng hiệu điện thế và công suất sử dụng điện.
D. Giảm hiệu điện thế và tăng công suất sử dụng điện.
Câu 3: Dùng máy biến thế có số vòng dây thứ cấp gấp 10 lần số vòng cuộn dây sơ cấp để truyền tải điện năng thì công suất tỏn hao điện năng trên dây tăng hay giảm bao nhiêu? A. Tăng 10 lần B. Giảm 10 lần
C. Giảm 100 lần D. Không thay đổi
Câu 4: Chọn câu phát biểu sai: Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, công suất hao phí A. Tỉ lệ với thời gian truyền tải điện. B. Tỉ lệ với chiều dài đƣờng dây tải điện. C. Tỉ lệ nghịch với bình phƣơng điện
áp giữa hai đầu dây ở trạm phát điện.
D. Tỉ lệ với bình phƣơng công suất truyền đi.
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: Hãy trình bày hoạt động của máy biến áp
Câu hỏi gợi ý:
1. Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tƣợng gì? 2. Các cuộn dây có tác dụng gì trong máy biến áp? 3. Lõi sắt có tác dụng gì trong máy biến áp?
Cơ hội 2: Hãy giải thích về sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện của máy biến áp.
Câu hỏi gợi ý:
Đƣờng dây tải điện có tiêu hao năng lƣợng hay không?
Dây tải điện: - Có điện trở.
- Có dòng điện chạy qua.
Có hao phí năng lƣợng do tỏa nhiệt Qhp=I2Rt
Đặt vấn đề: Làm thế nào để giảm Qhp Đề xuất PA: Dựa vào biểu thức Qhp GQVĐ: Tăng điện áp nguồn
Máy biến áp Cấu tạo
Nguyên lý hoạt động
Khảo sát thực nghiệm máy biến áp
Ứng dụng máy biến áp Truyền tải điện năng
Nấu chảy kim loại, hàn điện Một số ứng dụng khác
Bài tập vận dụng
1. Với lõi sắt kín, hầu nhƣ đƣờng sức từ chỉ chạy trong lõi sắt nên từ thong gởi qua hai cuộn dây nhƣ thế nào?
2. Suất điện động cảm ứng qua mỗi cuộn dây có giá trị nhƣ thế nào?
3. Từ đó ta suy ra điều gì về mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và số vòng của cuộn dây?
4. Khi nào viết đƣợc công thức
2 1 2 1 N N E E
5. Khi nào viết đƣợc công thức
2 1 2 1 N N U U
6. Nếu ta muốn dùng máy biến thế để tăng điện áp lên thì máy đó chế tạo nhƣ thế nào? 7. Khi nào viết đƣợc công thức
1 2 2 1 I I U U
8. Có nhận xét gì về sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện?
Cơ hội 3: Tại sao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần đến máy biến thế? Làm sao để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện?
Câu hỏi gợi ý:
1. Tại sao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần đến máy biến thế? 2. Tại sao có sự hao phí điện năng trên đƣờng truyền tải?
3. Xây dựng biểu thức tính công suất hao phí trên đƣờng dây tải điện. 4. Viết công thức tính công suất truyền đi.
5. Làm cách nào để giảm hao phí trên đƣờng dây tải điện? 6. Phƣơng pháp nào có hiệu quả tối ƣu hơn? Vì sao?
3. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp và kiểm tr bài cũ (5 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Yêu cầu cán bộ lớp cho biết tình hình của lớp.
Cán bộ lớp báo cáo sĩ số lớp. - Nêu câu hỏi:
Câu 1: Nguyên lí tạo ra từ trƣờng quay và cách tạo ra từ trƣờng quay bằng dòng điện ba pha. Câu 2: Nêu cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.
- 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
- Tạo tình huống học tập.
- Quan sát theo dõi GV đặt vấn đề. Từ lâu đã biết khi có dòng điện chạy qua một điện trở thì điện trở đó sẽ phát nhiệt, mạch sẽ bị tiêu tốn năng lƣợng. Khi truyền tải điện năng đi xa phải dùng dây dẫn rất dài. Nên điện trở là khá lớn nên công suất tiêu thụ trên đƣờng dây cũng khá lớn.
Vậy có biện pháp nào để giảm thiểucông !
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
suất hao phí trên đƣờng dây? - Tƣ duy suy nghĩ vấn đề đƣa ra
- Học sinh suy nghĩ về cách tính điện trở dây dẫn, công thức định luật Jun-Len-Xơ.
Dẫn dắt vào bài: Bài hôm nay ta sẽ nghiên cứu về biện pháp làm giảm hao phí trên đƣờng dây tải điện.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện của máy biến áp (20 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Máy biến áp là gì? Máy biến áp là thiết bị làm việc dựa
trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Máy biến áp có tác dụng gì? Dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế
xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.
- GV cho HS quan sát các loại máy biến thế thƣờng dùng trong đời sống kỹ thuật bằng hiện vật, mô hình hoặc bằng tranh ảnh. Tổ chức đàm thoại
Từ mô hình máy biến áp, hãy trình bày cấu tạo và hoạt động máy biến áp?
Gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên lõi sát kín.
- Nêu cấu tạo cấu máy biến áp. Máy biến thế có hai cuộn dây :
+ Cuộn dây nối với nguồn gọi là cuộn sơ cấp. + Cuộn dây nối với tải tiêu thụ gọi là cuộn thứ cấp.
Hai cuộn dây có đặc điểm gì?
Hai cuộn dây có số vòng dây khác nhau. Các cuộn dây đƣợc cấu tạo nhƣ thế nào? Làm bằng đồng có điện trở nhỏ và
cách điện với lõi. Các vòng dây đƣợc quấn ở đâu?
Các vòng dây đƣợc vấn trên lõi sắt. Các cuộn dây có tác dụng gì trong máy biến áp?
Cuộn sơ cấp nối với nguồn xoay chiều cho dòng điện xoay chiều đi qua tạo nên từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp làm tăng hoặc giảm điện áp. Cuộn thứ cấp đƣa dòng điện ra tải tiêu thụ.
Lõi sát đƣợc cấu tạo nhƣ thế nào? Lõi sắt có tác dụng gì trong máy biến áp?
Lõi sắt gồm các lá thép mỏng cách điện với nhau. Tạo nên mạch từ khép kín, làm cho các đƣờng sức từ chạy trong nó.
Các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau để làm gì?
Để giảm hao phí điện năng do dòng
phucô gây ra? Nêu nguyên tắc hoạt động của máy biến áp? Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện
tƣợng cảm ứng điện từ. Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp.
- Chia lớp thành n nhóm (mỗi nhóm 4- 6HS), phát phiếu học tập, giao nhiệm vụ cho mỗi nhóm. Trao đổi trong 3 phút cử đại diện trao đổi vấn đề với GV, các nhóm còn lại bổ sung hòan thành vấn đề.
Với lõi sắt kín, hầu nhƣ đƣờng sức từ chỉ chạy qua lõi sắt nên từ thông gởi qua
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
hai cuộn dây nhƣ thế nào?
Bằng nhau. Suất điện động cảm ứng qua mỗi vòng
dây có giá trị nhƣ thế nào?
Hoạt động 4: Tìm hiểu về sự truyền tải điện năng (13 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Đặt vấn đề đàm thoại:
Tại sao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần đễn máy biến thế?
Làm cách nào để giảm hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện?
Tại sao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần đến máy biến thế?
Tại sao có sự hao phí điện năng trên đƣờng truyền tải?
Vì trong quá trình truyền tải điện có sự hao phí điện năng, nên ta sử dụng máy biến áp để tăng điện áp lên nhiều lần ở đầu nguồn, tới nơi tiêu thụ ta dùng máy biến áp để giảm điện áp xuống phù hợp mức sử dụng để truyền đến các tải tiêu thụ mới đảm bảo an toàn cho tải. Do dây dẫn có điện trở gây ra hiện tƣợng tỏa nhiệt trên đƣờng dây nên làm hao phí điện năng.
Viết công thức tính công suất truyền đi? P = U phát I cos 2 2 cos phat U p R p
Làm cách nào giảm hao phí trên đƣờng dây tải điện?
Có hai cách: giảm R và tăng U phát Phƣơng pháp nào tối ƣu hơn? Vì sao? Phƣơng pháp tăng U phát có hiệu quả
hơn vì cách này có thể thực hiện đơn giản bằng máy biến thế.
Hoạt động 5: củng cố và dặn dò ( 5 phút)
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Yêu cầu HS nhắc lại nội dung chính của bài.
- Dặn dò bài tập :Trả lời các câu hỏi và làm bài tập 1, 2, 3, 4. Đọc và tìm hiểu bài mới. - Ghi nhận bài tập.
- Chuẩn bị bài mới.
Rút kinh nghiệm ……… ……… ! ? ? ! ? ? ? ? ?
Chƣơng 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM