C. a= Aω sin( ) ωt D a =− Aω 2sin () ωt
Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I Mục tiêu.
I. Mục tiêu.
a. Về kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều. - Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều.
- Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dòng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường độ dòng điện cực đại, chu kì.
- Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U.
b. Về kĩ năng
Vận dụng giải bài tập đơn giản tương tự trong SGK II. Chuẩn bị.
1. Giáo viên:
- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều.
- Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độ dòng điện xoay chiều (nếu có thể).
2. Học sinh: Ôn lại:
- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun. - Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin).
III. Tiến trình dạy học. 1. Kiểm tra bài cũ 2. Nội dung bài dạy
Hoạt động của GV - HS Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1. Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay chiều ( 5 phút) - Dòng điện 1 chiều không đổi là gì ?
- Dựa vào biểu thức i cho ta biết điều gì ? - Y/c HS hoàn thành C2.
+ Hướng dẫn HS dựa vào phương trình tổng quát
Từ 2 f 2 T π ω= π = → T 2π ω = , 2 f ω π = - Y/c HS hoàn thành C3.
- Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát: i=I0cos(ωt+ϕ)
* i: giá trị tức thời của i (cường độ tức thời). * I0 > 0: giá trị cực đại của i (cường độ cực đại). * T f π π ω=2 = 2 > 0: tần số góc * ω π 2 = T Chu kì và π ω 2 = f tần số của i. * (ωt + ϕ): pha của i, ϕ: pha ban đầu Hoạt động 2. Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều ( 5 phút)
- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ trường đều Br có phương ⊥ với trục quay. - Giả sử lúc t = 0, α = 0
- Lúc t > 0 → α = ωt, từ thông qua cuộn dây:
Giáo viên: Ngô Thị Thanh Quý Trang 30 ∆
ω
- Biểu thức từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường đều ?
- Ta có nhận xét gì về suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây ?
- Ta có nhận xét gì về về cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây ?
→ Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều ?
- Thực tế ở các máy phát điện người ta để cuộn dây đứng yên và cho nam châm (nam châm điện) quay trước cuộn dây đó. Ở nước ta f = 50Hz.
Φ = NBScosα = NBScosωt
- Φ biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:
d
e NBS sin t
dtΦ ω ω
= − =
- Nếu cuộn dây kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi:i NBS sin t
R
ω ω =
Vậy, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều
với tần số góc ω và cường độ cực đại:
RNBS NBS
I = ω
0
Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hoạt động 3. Tìm hiểu về giá trị hiệu dụng ( 5 phút) - Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng nhiệt như
dòng điện một chiều.
- Ta có nhận xét gì về công suất p ? → do đó có tên công suất tức thời.
- Cường độ hiệu dụng là gì ?
→ biểu thức hiệu điện thế hiệu dụng, suất điện động hiệu dụng cho bởi công thức như thế nào ? - Lưu ý: Sử dụng các giá trị hiệu dụng đa số các công thức đối với AC sẽ có dùng dạng như các công thức tương ứng của DC.
+ Các số liệu ghi trên các thiết bị điện là các giá trị hiệu dụng.
+ Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị hiệu dụng.
- Yêu cầu HS hoàn thành C5
- Cho dòng điện xoay chiều i = I0cos(ωt + ϕ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R
p = Ri2 = RI2
0cos2(ωt + ϕ)
- Giá trị trung bình của p trong 1 chu kì:
2 20cos 0cos
P RI= ωt
- Công suất trung bình: 2
0 1 2 P= =p RI → P = RI2 Nếu ta đặt: 2 2 0 2 I I = Thì 2 0 I I =
I: giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng)
* Định nghĩa: SGK / 64
2. Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này
3. Củng cố, tóm tắt bài dạy. ( 5 phút) - Định nghĩa dòng điện xoay chiều.
- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều. - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U.
4. Hướng dẫn, giao nhiệm vụ về nhà. ( 5 phút)
- HD. Bài 7 / 66 SGK C Bài 8 / 66 SGK A Bài 9/ 66 SGK D
Bài 3 / 66 SGK Các hàm a, b, c, e đều là những hàm tuần hoàn dạng sin theo thời gian, nên giá trị trung bình của chúng đều bằng 0.
d. 4sin2100πt =2−2cos200πt=2 Vì số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin theo thời gian nên giá trị trung bình bằng 0.
- Bài tập về nhà: 4, 5, 6, 10 / 66 SGK; 12.1; 12.2; 12.3; 12.4; 12.5 / 18, 19 BTVL
... o0o ...Tuần: Tiết PP: Tuần: Tiết PP: Ngày soạn: Ngày dạy: