8. Cấu trúc luận văn
2.3.4. Bài tập cho thiếu thừa hoặc sai dữ kiện
Bài tập 9
* BTCS. Trên một bóng đèn có ghi 220V - 100 W, nối bóng đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng U = 220V. Xác định điện trở và cường độ hiệu dụng qua bóng đèn.
* Phân tích BTCS
- Giá trị được ghi trên bóng đèn là điện áp định mức và công suất định mức. - Điện trở của bóng đèn: 2 2 d d U 220 R 484 P 100 = = = Ω.
- Cường độ hiệu dụng qua bóng đèn: I U 220 0, 45(A) R 484
= = =
Nhận xét: Khi điện áp đặt vào hai đầu bóng đèn (các thiết bị điện) đúng bằng
điện áp định mức thì đèn (các thiết bị điện) hoạt động bình thường.
* Nguyên tắc sáng tạo sử dụng để giải BTST
D E C A B F Hình 11
Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược (giải thích hiện tượng cháy các thiết bị sử dụng điện), nguyên tắc phẩm chất cục bộ (mỗi một dụng cụ điện đều có điện áp và công suất định mức) để chuyển BTCS trên thành BTST dạng thiếu dữ kiện như sau:
* BTST 9. Trong thực tế có trường hợp dòng điện trong nhà tự nhiên tăng điện áp đột ngột khiến cho các dụng cụ điện gia dụng như bóng đèn, quạt điện, bàn là, tủ lạnh, tivi... đang hoạt động có thể bị cháy. Tại sao có hiện tượng trên?
* Câu hỏi định hướng tư duy
- Nếu giả xử có một tải nào đó bị nối tắt (bị chập) thì ảnh hưởng như thế nào đối với mạch điện?
- Giả xử có một dây pha nào đó bị đứt thì điện áp và cường độ dòng điện thay đổi thế nào?
- Nếu dây trung hòa bị đứt thì điện áp và cường độ dòng điện thay đổi thế nào? - Do dây trung hòa và các tải tiêu thụ trong các pha không đối xứng nhau.
* Lời giải tóm tắt
Mạng điện dân dụng có điện áp pha Up = 220 (V), các thiết bị điện dân dụng (bóng đèn, quạt máy, bàn là, tivi…) có điện áp định mức là U= 220 (V).
Ta xét thiết bị điện dân dụng là bóng đèn, khi dây trung hòa bị đứt và các tải tiêu thụ lệch nhau (xem hình 12).
Hình 12
1
2 3
Tải tiêu thụ gồm hai đèn ở pha 1 mắc nối tiếp với một đèn ở pha 2. Điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu dây tải là: U = Ud = 3Up = 220 3 (V); Ud ≈ 381(V).
Dễ dàng tính được điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu đèn ở pha 2 là U ≈ 254 (V). Giá trị này lớn hơn giá trị định mức của đèn nên nó đột ngột bừng sáng và bị cháy.
Bài tập 10
* BTCS. (Bài tập số 3) [20, 172]. Cuộn sơ cấp của máy biến áp nối với mạng điện xoay chiều có điện áp 380V. Cuộn thứ cấp có dòng điện cường độ 1,5A chạy qua và có điện áp hai đầu cuộn dây là 12V. Biết số vòng dây cuộn thứ cấp là 36. Tính số vòng dây cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó. Bỏ qua hao phí điện năng trong máy.
* Phân tích BTCS
- Dựa vào công thức của máy biến áp ta tính được số vòng dây của cuộn sơ cấp và cường độ dòng điện chạy qua nó.
+ 1 1 2 2 U 380 N N .30 950 U 12 = = = (Vòng). + 1 2 2 1 N 30 I I .1,5 0,047(A) N 950 = = = .
* Nguyên tắc sáng tạo sử dụng để chuyển bài tập cơ sở thành BTST
Sử dụng nguyên tắc linh động và nguyên tắc đảo ngược để chuyển BTCS trên thành BTST có dạng cho thiếu dữ kiện sau:
* BTST 10. Không đếm số vòng cuộn dây, hãy tìm cách xác định số vòng của cuộn sơ cấp, thứ cấp của một máy biến áp bằng các cách có thể.
* Nguyên tắc sáng tạo sử dụng để giải BTST
- Dùng phương pháp linh động, nguyên tắc kết hợp (nối thêm vào cuộn thứ cấp n vòng dây) để giải bài tập.
* Câu hỏi định hướng tư duy của HS
- Dùng Vôn kế thì ta xác định được đại lượng nào?
- Chúng ta có thể nối thêm n vòng dây vào một cuộn dây thứ cấp hoặc sơ cấp được không?
- Một trong hai cuộn dây của máy biến áp có thể nối vào nguồn điện xoay chiều được không?
- Em hãy dùng Vôn kế để đo điện áp giữa hai đầu các cuộn dây? - Để xác định số vòng dây của máy biến áp ta cần dùng hệ thức nào?
* Lời giải tóm tắt
Nối thêm vào cuộn thứ cấp n vòng dây
' ' 1 1 1 1 2 2 2 2 ' 2 2 2 2 2 2 2 2 U N U N U N n U - U n ; U N U N n U N U N + = = ⇒ = ⇒ = + ⇒ 2 2 N - U 2 ' 2 nU U = (9); 1 1 ( ) 1 2 1 ' 2 2 2 U nU N .N N 10 U U - U = ⇒ =
Dùng Vôn kế đo U1 ; U2 ; U2’ ta xác định được N1 ; N2 theo các biểu thức (9) và (10).