3. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI GIẢNG TRONG CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 NÂNG
3.5. Thiết kế BÀI 32: MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN
BÀI 32: MÁY BIẾN ÁP – TRUYỀN TẢI ĐIỆN (Chƣơng V)
A. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA BÀI GIẢNG I. MỤC TIÊU:
- Nắm đƣợc nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy biến áp.
- Hiểu nguyên tắc chung của sự truyền tải điện đi xa.
- Giải đƣợc các bài tập đơn giản về biến áp và truyền tải điện. [14]
II. CHUẨN BỊ:
1/ Giáo viên: Chuẩn bị bài giảng điện tử ở nhà.
2/ Học sinh: Ôn lại hiện tƣợng cảm ứng điện từ, công thức suất điện động. B. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG
HOẠT ĐỘNG 1: (5 phút) Ổn định lớp – Kiểm tra bài cũ – Giới thiệu bài mới. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh -Kiểm diện HS.
-Gọi HS lên bảng trả lời câu hỏi:
+Trình bày cách tạo ra từ trƣờng quay bằng dòng điện ba pha.
+Trình bày cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.
-Giới thiệu bài mới: Trong nghiên cứu KHKT, sản xuất, nhu cầu sử dụng trong đời sống ta cần các dòng điện xoay chiều với các giá trị điện áp khác nhau. Do đó cần phải có thiết bị có chức năng biến đổi điện áp. Hơn nữa trong việc truyền tải điện năng đi xa để tránh hao phí điện năng thì máy biến áp rất hữu dụng. Trong tiết học nầy ta tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy biến áp, đồng thời tìm hiểu nguyên tắc truyền tải điện năng nhƣ thế nào?
-Lớp trƣởng báo cáo hiện diện của HS. -Lên bảng trả bài cũ nếu đƣợc gọi.
-Lắng nghe GV giới thiệu nội dung bài học mới.
HOẠT ĐỘNG 2: (25 phút) Máy biến áp. - Mục tiêu:
+ Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy biến áp.
+ Biết công dụng của biến áp.
+ Trình bày đƣợc cấu tạo của biến áp.
+ Nêu đƣợc nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
+ Viết đƣợc công thức biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp. + Viết đƣợc công thức hiệu suất của máy biến áp.
GVHD: Vƣơng Tấn Sĩ -42- SVTH: Đặng Nguyễn Hoàng Tuấn
- Tài liệu, thiết bị cần thiết: Mô hình lõi của máy biến áp, bảng vẽ phóng to hình 31.1 trang 169 SGK [8].
- Đặt vấn đề: Máy biến áp là gì? Đƣợc cấu tạo nhƣ thế nào? Hoạt động dựa vào nguyên
tắc nào? Sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện gì, đƣợc tính bằng công thức nào?
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học
-Yêu cầu HS nêu định nghĩa máy biến áp.
-Cho HS quan sát mô hình cấu tạo của máy biến áp bằng hình vẽ 32.1 [8] và yêu cầu HS nêu cấu tạo của máy biến áp.
-Yêu cầu HS nêu tên của hai cuộn dây và giải thích vì sao dùng dây quấn bằng đồng.
-Yêu cầu HS đọc SGK [8] và cho biết máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc gì.
-Yêu cầu HS thỏa luận nhóm trình bày hoạt động của máy
-Nêu định nghĩa: máy biến áp là một thiết bị ...
-Nêu cấu tạo của máy biến thế:
……….
-Nêu tên các cuộn dây:...
Các cuộn dây làm bằng động để hạn chế hao phí điện năng do dòng phu-cô
-Máy biến thế hoạt động dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
-Thảo luận nhóm trình bày hoạt động của máy biến áp:...
I.Máy biến áp:
2)Sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp:
GVHD: Vƣơng Tấn Sĩ -43- SVTH: Đặng Nguyễn Hoàng Tuấn
biến áp.
-Hƣớng dẫn HS lập công thức biến đổi điện áp của máy biên áp.
-Dựa vào công thức biến đổi điện áp yêu cầu HS giải thích tại sao máy biến áp có thể thay đổi đƣợc điện áp của dòng điện xoay chiều. -Yêu cầu HS phân biệt máy nào tăng điện áp và máy nào hạ điện áp.
-Hƣớng dẫn HS lập công thức biển đổi cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp. -Yêu cầu HS nhận xét về sự biến đổi điện áp và cƣờng độ dòng điện qua máy biến áp.
-Yêu cầu HS trả lời câu C1. [8]
-Dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ lập công thức biến đổi điện áp: 1 1
2 2
U N
U N
-Máy biến thế có thể làm thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều nhờ số vòng của hai cuộn dây khác nhau và kết hợp hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
-Trả lời:
+Nếu N2 > N1 thì U2 > N1. Máy nầy gọi là máy tăng áp.
+Nếu N2 < N1 thì U2 < U1. Máy nầy gọi là máy hạ áp. -Nếu hao phí điện điện năng không đáng kể thì công thức biến đổi cƣờng độ dòng điện là: 1 2 2 1 I U I U -Nêu nhận xét:... -Trả lời câu C1:Công thức hiệu suất của máy biến áp:
Hiệu suất có giá trị lớn vì các hao phí điện năng ở máy biến áp có thể khắc phục đƣợc và giảm tới giá trị rất nhỏ so với điện năng sử dụng.
-Trả lời câu C2: Đối với máy tăng áp U2 > U1 nên
*Hiệu suất của biến áp:
P1: là công suất của cuộn sơ cấp. P2: là công suất của cuộn thứ cấp.
GVHD: Vƣơng Tấn Sĩ -44- SVTH: Đặng Nguyễn Hoàng Tuấn
-Yêu cầu HS trả lời câu C2. 1 2 1 1 2 U I I I U . Do đó, dây của cuộn thứ cấp nên dùng loại có đƣờng kính nhỏ hơn dây của cuộn sơ cấp vì cƣờng độ dòng điện qua nó nhỏ hơn cƣờng độ dòng điện trong cuộn sơn cấp
HOẠT ĐỘNG 3: (10 phút) Tìm hiểu về sự truyền tải điện. - Mục tiêu:
+ Tìm hiểu về sự truyền tải điện năng.
+ Biết viết công thức công suất hao phí điện năng trên đƣờng dây tải điện.
+ Biết cách làm giảm hao phí điện năng trên đƣợc dây tải điện hiệu quả và tiện lợi nhất là dùng biến áp: tăng áp ở nơi truyền đi và hạ áp ở nơi tiêu thu.
- Đặt vấn đề: Tại sao phải truyền tải điện đi xa? Khi tải điện năng từ nhà máy điện đến
nơi tiêu thụ thì phải chịu một công suất hao phí. Làm cách nào để giảm đƣợc hao phí khi truyền tải điện năng?
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học
-Yêu cầu HS cho biết tại sao phải truyền tải điện đi xa?
-Khi truyền tải điện đi xa ta chịu một công suất hao phí. Yêu cầu HS tìm nguyên nhân của sự hao phí điện năng trên đƣờng dây. -Yêu cầu HS viết công thức công suất cung cấp bởi nhà máy điện. Từ đó viết công thức công suất hao phí trên đƣờng dây tải điện( công suất tỏa nhiệt của điện trở đƣờng dây tải điện).
-Các nhà máy điện thƣờng đƣợc xây dựng ở xa nơi tiêu thụ, do đó cần phải truyền tải điện đi xa
-Điện năng hao phí trên đƣờng dây tải điện chủ yếu là do sự tỏa nhiệt của điện trở dây dẫn.
-Công suất cung cấp bởi
nhà máy điện: cos cos P P UI I U
-Công suất tỏa nhiệt trên đƣờng dây( công suất hao phí): 2 2 2 2 cos P P RI R U -Sự hao phí phụ thuộc hệ số công suất cos.
II.Truyền tải điện:
GVHD: Vƣơng Tấn Sĩ -45- SVTH: Đặng Nguyễn Hoàng Tuấn
-Yêu cầu HS phân tích công thức và cho biết: +Cách làm giảm hao phí trên đƣờng dây? +Các biện pháp thực tế làm giảm hao phí điện năng trong việc truyền tải?
+Tại sao biện pháp giảm điện trở không đƣợc dùng trong kỹ thuật?
+Tại sao ngƣời ta dùng biện pháp tăng hiệu điện thế ở nơi truyền đi và hạ điện áp ở nơi tiêu thụ?Muốn thực hiện ta dùng thiết bị gì?
+Để giảm hao phí ta giảm điện trở R hoặc tăng điện áp ở nơi truyền đi.
+Vì để giảm điện trở thì phải tăng tiết diện của dây dẫn, tăng sức chống đở của trụ điện. Thực hiện tốn kém. +Tăng điện áp ở nơi truyền đi và hạ điện áp ở nơi tiêu thụ tới giá trị cần thiết. Cách nầy thực hiện đơn giản bằng cách dùng máy biến thế , do đó đƣợc áp dụng rộng rãi trong thực tế.
HOẠT ĐỘNG 4: (5 phút) Củng cố bài – Bài tập về nhà
Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh
-Chọn đáp án đúng: D
GVHD: Vƣơng Tấn Sĩ -47- SVTH: Đặng Nguyễn Hoàng Tuấn