Nếu uU =0 cos(ω ϕ t+ u) thỡ
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Mục tiờu:
1) Kiến thức: Giới thiệu cho HS:
- Hiểu được nguyờn tắc của cỏc mỏy phỏt điện xoay chiều.
- Nắm được nguyờn tắc cấu tạo và hoạt động của mỏy xoay chiều một pha và ba pha. 2) Kĩ năng:
- Yờu cầu HS vận dụng tốt cỏc cụng thức để tớnh tần số và suất điện động của mỏy phỏt điện xoay chiều. II. C huẩn bị :
1) GV:
- Mụ hỡnh mỏy phỏt điện xoay chiều một pha, tranh vẽ sơ đồ cỏc loại mỏy phỏt điện xoay chiều một pha và ba pha.
2) HS: ễn tập khỏi niệm tử thụng và định luật cảm ứng điện từ. II. Tổ chức cỏc hoạt động dạy học:
1) GV giới thiệu bài:
- Điện năng được biến đổi từ cơ năng bằng cỏc mỏy phỏt điện.
- Xột hai loại mỏy phỏt điện thường dựng: mỏy xoay chiều một pha, ba pha. 2) giảng bài mới:
Hoạt động 1. (10’) Tỡm hiểu: NGUYấN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
* GV yờu cầu HS đọc lại mục 1, 2 bài 26. Nờu cõu hỏi:
H1. Dũng điện xoay chiều được tao r atheo nguyờn tắc nào?
H2. Hóy nhắc lại hiện tượng cảm ứng điện từ để xuất hiện suất điện động cảm ứng và hiệu điện thế xoay chiều?
-GV giới thiệu 2 cỏch tạo ra suất điện
-Thực hiện yờu cầu của GV. -Đọc SGK tỡm hiểu nguyờn tắc của mỏy phỏt điện xoay chiều.
-Trả lời.
1) Nguyờn tắc hoạt động của mỏy
phỏt điện xoay chiều.
a) Nguyờn tắc:
-Dựa trờn hiện tượng cảm ứng điện từ.
-Từ thụng qua một vũng dõy biến thiờn, trong vũng dõy xuất hiện sđđ
động xoay chiều thường dựng trong cỏc mỏy phỏt điện bằng cỏch nờu cõu hỏi gợi ý.
-Hướng dẫn HS lập cỏc biểu thức 30.1 và 30.2
H3. Cú thể tạo từ thụng biến thiờn bằng cỏch nào?
Thực hiện theo hướng dẫn -Phải thay đổi gúc α giữa vectơ nr của mp vũng dõy và vectơ cảm ứng từ urB.
→ 2 cỏch tạo α thay đổi.
cảm ứng xoay chiều. φ1 = φ0cosωt.
-Với cuộn dõy cú N vũng giống nhau: φ = Nφ1.
Suất điện động xoay chiều trong cuộn dõy: 0 0 sin cos 2 d e N N t dt hay e N t φ ω φ ω π ω φ ω = − = = − ữ Đặt E0 = ωNφ0.
b) Hai cỏch tạo Suất điện động xoay chiều trong mỏy phỏt điện:
-Từ trường cố định, cỏc vũng dõy quay trong từ trường.
-Từ trường quay, cỏc vũng dõy cố định.
Hoạt động 2. (30’) Tỡm hiểu: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA.
Cho HS quan sỏt mụ hỡnh. Nờu cõu hỏi:
H1. Quan sỏt mụ hỡnh, cho biết mỏy được cấu tạo thế nào?
-GV giới thiệu: phần cảm và phần ứng của mỏy.
H2. Cho biết cấu tạo của phần cảm? phần ứng?
-Giới thiệu về roto, stato và 2 cỏch cấu tạo của mỏy.
-Giới thiệu cấu tạo của mỏy xoay chiều một pha
H3 Trỡnh bày hoạt động của Mỏy xoay chiều một pha theo 2 cỏch cấu tạo?
-GV núi thờm về tốc độ quay của roto.
-GV nhấn mạnh cấu tạo và hoạt động của hệ thống vành khuyờn, chổi quột của 2 loại mỏy đều phải nằm trờn phần quay.
+Phần ứng quay: dựng lấy điện ra. +Phần cảm quay: đưa dũng 1 chiều vào nuụi nam chõm.
-Quan sỏt, tỡm hiểu cấu tạo. Cỏ nhõn trả lời cõu hỏi.
-Phải cú bộ phận tạo ra từ trường. - Phải cú bộ phận tạo ra sđđ cảm ứng.
- Quan sỏt hỡnh 30.1, hỡnh 30.2 tỡm hiểu 2 cỏch cấu tạo của mỏy xoay chiều một pha
Từ mụ hỡnh, trỡnh bày hoạt động của Mỏy xoay chiều một pha theo 2 cỏch.
a) Cấu tạo: mỏy xoay chiều cú:
+Hai bộ phận chớnh: phần cảm và phần ứng.
(SGK)
+Một trong hai phần đặt cố định, phần cũn lại quay quanh một trục.
-Phần quay: roto. -Phần cố định: stato.
* Mỏy xoay chiều một pha được cấu tạo theo 2 cỏch:
Cỏch 1. phần ứng quay, phần cảm cố định. Cỏch 2. phần cảm quay, phần ứng cố định.
b) Hoạt động: SGK trang 162.
-Hoạt động của mỏy cú: +Roto: phần ứng. +Stato: phần cảm. -Hoạt động của mỏy cú: +Roto: phần cảm. +Stato: phần ứng.
Hoạt động 3. (10’) Tỡm hiểu: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA.
GV trỡnh bày vỡ sao phải tạo dũng điện xoay chiều ba pha. Yờu cầu HS tỡm hiểu thế nào dũng điện xoay chiều 3 pha, thiết bị tạo dđxc 3 pha như thế nào?
H1. Nờu định nghĩa dđxc 3 pha?
H2. Cho biết cấu tạo của mỏy xoay chiều 3 pha?
-Chỳ ý so sỏnh với cấu tạo của mỏy xoay chiều một pha.
- Đọc SGK, tỡm hiểu và trả lời.
- Phõn biệt với cấu tạo của mỏy xoay chiều một pha.
a) ĐN dũng đi xoay chiều ba pha: SGK.
b) Cấu tạo và hoạt động của mỏy xoay chiều 3 pha:
* Cấu tạo:
+Roto: phần cảm, là nam chõm điện. +Stato: 3 cuộn dõy giống nhau, đặt lệch 1200 trờn vũng trũn.
H3 Trỡnh bày hoạt động của Mỏy xoay chiều ba pha?
-GV trỡnh bày chi tiết sự hỡnh thành 3 sđđ xoay chiều từ cấu tạo đặc biệt của phần ứng. Cần chỳ trọng vỡ sao 3 sđđ cú cựng biờn độ, lệch pha nhau từng đụi một 2π/3.
H4. Phải sử dụng 3 sđđ trong 3 cuộn dõy như thế nào để phỏt huy ưu điểm của mỏy?
-Giới thiệu cỏch mắc hỡnh sao, cỏch mắc tam giỏc của 3 cuộn dõy với mạch ngoài. (hỡnh vẽ hoặc tranh mụ tả)
-Yờu cầu HS đọc nội dung ghi ở cột phụ SGK trang 163.
-Giới thiệu thờm về cỏch mắc 3 tải tiờu thụ.
Thấy được sự hỡnh thành của 3 sđđ xoay chiều ở 3 cuộn dõy.
-Tỡm hiểu cỏch mắc hỡnh sao, hỡnh tam giỏc.
-Ghi nhận: Ud = 3Up và chứng minh (về nhà làm)
* Hoạt động của mỏy:
Roto quay, 3 sđđ xuất hiện trong 3 cuộn dõy cú cựng biờn độ, cựng tần số nhưng lệch về pha là 2π/3.
Nếu cỏc đầu dõy của 3 cuộn với 3 mạch ngoài giống nhau, ta cú 3 dũng điện cựng biờn độ, cựng tần số nhưng lệch nhau về pha là 2π/3.
c) Cỏch mắc dũng điện xoay chiều 3 pha. SGK.
Hoạt động 4. (5’) Củng cố:
* GV hướng dẫn HS trả lời cõu hỏi 1, 2 SGK trang 164 và yờu cầu HS chuẩn bị bài tập 1, 2, 3, 4 ở nhà. Yờu cầu HS tỡm hiểu nội dung cho tiết học sau.
* HS ghi nhận yờu cầu. III. Rỳt kinh nghiệm – Bổ sung:
Tiết 50.
Ngày soạn: 06-12-2008
Bài 31.
ĐỘNG CƠ KHễNG ĐỒNG BỘ BA PHA
I. Mục tiờu:
Giới thiệu và yờu cầu HS:
- Hiểu thế nào là từ trường quay và cỏch tạo ra từ trường quay nhờ dũng điện xoay chiều ba pha. - Hiểu nguyờn tắc cấu tạo của động cơ khụng đồng bộ ba pha.
II. C huẩn bị :
1) GV: chuẩn bị dụng cụ TN về sự quay đồng bộ và khụng đồng bộ, một số tranh ảnh về động cơ khụng đồng bộ ba pha.
2) HS: ễn tập nội dung: Hiện tượng cảm ứng điện từ, dũng điện xoay chiều ba pha. II. Tổ chức cỏc hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra – vấn đề bài mới.
+ GV nờu cõu hỏi, gợi ý nội dung vận dụng cho bài mới:
H1. Một khung dõy dẫn cú dũng điện đặt trong từ trường sẽ thế nào? Giải thớch vỡ sao khung quay trong từ trường?
H2. Khung dõy đặt trong từ trường. Giữ khung dõy cố định. Bằng cỏch nào cú thể tạo sự biến thiờn của từ thụng qua khung?
+ HS vận dụng kiến thức về lực từ tỏc dụng lờn khung dõy mang dũng điện để trả lời.
Hoạt động 2. (15’) Tỡm hiểu: NGUYấN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHễNG ĐỒNG BỘ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
* GV yờu cầu HS đọc SGK, quan sỏt hỡnh 31.1, 31.2.
-Thực hiện TN để HS quan sỏt.
-Nờu cõu hỏi gợi ý để HS phỏt hiện kiến thức.
H1. Thế nào là từ trường quay? So sỏnh
- Đọc SGK mục 1.
-Quan sỏt TN do GV thực hiện.
-Rỳt ra kết luận.
a) Từ trường quay. Sự quay đồng
bộ:.
-Từ trường cú cỏc đường sức từ quay trong khụng gian.
+ Một kim nam chõm quay cựng tốc độ gúc với một NC quay đều: Kim
tốc độ quay của kim NC và tốc độ quay của NC quanh trục cố định?
H2. Tốc độ gúc của khung quay trong từ trường như thế nào so với tốc độ gúc của NC?
-GV thụng bỏo về sự quay đồng bộ của kim NC và sự quay khụng đồng bộ của khung dõy trong từ trường quay.
-Hướng dẫn HS giải thớch vỡ sao khung quay:
H3. Khi nam chõm quay, từ thụng qua khung thế nào? Nếu khung kớn, trong khung cú dũng điện khụng? Vỡ sao?
H4. Dũng điện trong khung gõy ra tỏc dụng gỡ lờn khung? Vỡ sao?
H5. Tại sao khung quay theo chiều quay của từ thụng? Khi nào khung quay đều? GV giới thiệu nguyờn tắc của động cơ khụng đồng bộ.
-Trả lời.
-Tốc độ gúc của khung luụn nhỏ hơn tốc độ gúc của từ trường quay.
Khi NC quay:
+Từ thụng qua khung biến thiờn.
+Trong khung xuất hiện dũng điện cảm ứng.
+Dũng điện trong khung chịu tỏc dụng lực do từ trường của NC gõy ra nờn quay theo NC. -Để giảm tốc độ biến thiờn của từ thụng, khung phải quay cựng chiều với từ thụng quay. -Khi momen ngẫu lực từ cõn bằng với momen cản, khung quay đều.
NC quay đồng bộ với NC. b) Sự quay khụng đồng bộ:
Trong dõy dẫn kớn đặt trong lũng NC (hỡnh 31.2)
-Khi NC quay đều, khung dõy quay theo NC nhưng bao giờ “tốc độ gúc của khung dõy luụn nhỏ hơn tốc độ gúc của từ trường”
Giải thớch: SGK
Khung dõy quay, sinh cụng cơ học. Động cơ hoạt động dựa trờn nguyờn tắc của hiện tượng cảm ứng từ và sử dụng từ trường quay gọi là động cơ khụng đồng bộ.
Hoạt động 3. (20’) Tỡm hiểu: TỪ TRƯỜNG QUAY ĐƯỢC TẠO BỞI DềNG ĐIỆN BA PHA.
Yờu cấu HS đọc SGK mục 2. Gợi ý HS tỡm hiểu kiến thức:
H1. Nhắc lại đặc điểm của đường sức từ gõy bởi một ống dõy mang dũng điện? Vectơ Bur của từ trường đú như thế nào?
H2. Dũng điện 3 pha trong 3 cuộn dõy tạo ra từ trường cú cảm ứng từ thế nào?
GV cho HS quan sỏt đường biểu diễn của B1, B2, B3 và yờu cầu HS nhận xột.
H3 Khi dũng điện trong cuộn 1