Nội dung về kiến thức và kỹ năng mà học sinh cần có sau khi học

1 .Lý do chọn đềtài

1.1.3 .Chức năng của kiểm tra đánh giá

2.2. Nội dung về kiến thức và kỹ năng mà học sinh cần có sau khi học

Các kiến thức và kỹ năng mà học sinh cần có được sau khi học chương “Dòng điện xoay chiều” được biểu thị trong bảng ma trận sau.

Để thiết lập ma trận hai chiều chúng tơi chia chương “Dịng điện xoay chiều” thành 4 nhóm kiến thức cơ bản:

- Các đặc trưng của dòng điện xoay chiều. - Các mạch điện xoay chiều không phân nhánh. - Công suất tiêu thụ của mạch.

- Sản xuất, sử dụng và truyền tải dòng điện xoay chiều

Nghiên cứu về cách phân loại các hoạt động nhận thức, vận dụng vào phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi quan tâm tới 3 mức độ nhận thức: Nhận biết, hiểu, vận dụng.

Mức độ nhận thức Nội dung NHẬN BIẾT (Nhớ) HIỂU (Áp dụng tình huống quen thuộc)

VẬN DỤNG (Vận dụng linh hoạt giải quyết

vấn đề mới) 1. Các đặc trƣng của dòng điện xoay chiều. -Phát biểu được định nghĩa về dòng điện xoay chiều: i=I0cos(t+) - Phát biểu và viết được cơng thức tính các giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp xoay chiều, suất điện động xoay chiều: I= I0

2 , U=U0

2 , E=E0 2

- Viết được cơng thức tính suất điện động tức thời của mạch điện xoay chiều: p=Ri2

- Phân biệt được các giá trị tức thời, cực đại và hiệu dụng. - Biết cách xác định các thông số I0, I, U0, U, E0, E, , f,  từ biểu thức của dòng điện, điện áp, suất điện động xoay chiều. - Từ đồ thị (i,t), (u,t) và (e,t) đọc được các giá trị hiệu dụng, cực đại và viết biểu thức giá trị tức thời. - Áp dụng các cơng thức để tính được các giá trị hiệu dụng khi biết giá trị cực đại và ngược lại - Tính được suất điện động cảm ứng cực đại và hiệu dụng.

- Viết được biểu thức cường độ dòng điện, điện áp xoay chiều và suất điện động xoay chiều với cách chọn gốc thời gian khác nhau. 2. Các mạch điện xoay chiều không phân nhánh. * Mạch điện chỉ có 1 phần tử:

- Phát biểu và viết được biểu thức độ lệch pha giữa điện áp và dòng

- Phân biệt được thế nào là độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện và ngược lại. - Vận dụng để tính độ lệch pha giữa u và i trong một số trường hợp.

điện xoay chiều: ui u i       + Nếu >0 thì u sớm pha so với i. + Nếu <0 thì u trễ pha  so với i. + Nếu =0 thì u cùng pha với i.

- Nêu được các đặc điểm của đoạn mạch chỉ có R: + Định luật Ơm: U=I.R + Trong mạch chỉ có R thì u luôn cùng pha so

với i: : i=I0cos(t),

u=U0cos(t)

- Nêu được các đặc điểm của đoạn mạch chỉ có tụ điện C:

+ Định luật Ôm: U=I.ZC với ZC= 1

C là dung kháng.

+ Trong mạch chỉ có tụ điện C thì uC luôn trễ pha / 2 so với i: (u,i = u – i = -/2) - Nêu được các đặc điểm của đoạn mạch chỉ có tụ điện L:

+ Định luật Ôm:

- Hiểu được giá trị của độ lệch pha phụ thuộc vào tính chất và đặc điểm của mạch điện.

- Phân biệt được các đặc điểm của mạch điện xoay chiều chỉ có 1 phần tử. - Tính được các đại lượng U, I, R, ZC , ZL từ công thức của định luật Ôm. -Phân biệt và vẽ được các giản đồ - Vận dụng đặc điểm của các mạch điện sơ cấp để viết được các biểu thức dòng điện, điện áp xoay chiều. - Vận dụng công thức của cảm kháng và dung kháng để xác định đồ thị (L,f), (C, f).

L U I Z  hay 0 0 L U I Z  với ZL = L là cảm kháng. +Độ lệch pha: uL nhanh pha hơn i góc /2, (u,i = u – i = /2) - Viết được các cơng thức tính dung kháng, cảm kháng trong mạch điện xoay chiều: ZC= 1

C, ZL = L

* Mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp:

- Phát biểu và viết được biểu thức của định luật về điện áp tức thời: u=u1 + u2 +...+ un - Viết được công thức tổng trở của đoạn mạch RLC:

Z = R2 (ZL - ZC)2 - Viết được định luật Ôm: I = Z U ; hay Io = Z UO .

Viết được biểu thức xác định các giá trị hiệu dụng:UR = I.R; UL =

véc tơ của mạch điện xoay chiều chỉ gồm 1 phần tử.

- Xác định độ lệch pha giữa u và i của mạch chỉ gồm 1 phần tử.

- Chỉ ra được sự phụ thuộc của dung kháng và cảm kháng vào C, L, f. - Hiểu được cách chuyển từ biểu thức cộng giá trị tức thời sang biểu thức cộng véc tơ của điện áp của mạch R, L, C mắc nối tiếp. - Xác định tổng trở khi biết các thông số R, L, C, . Của mạch gồm 2 hoặc 3 phần tử R, L, C mắc nối tiếp: - Từ đặc điểm của các mạch điện chỉ có 1 phần tử để xác định các linh kiện trong mạch điện của bài toán hộp đen. - Vẽ chính xác giản đồ véc tơ trong trường hợp mạch điện có 2 phần tử, trong trường hợp cuộn dây có điện trở thuần r0. - Vận dụng giản đồ véc tơ để xác

I.ZL; UC = I.ZC

- Viết được công thức xác định độ lệch pha giữa u và i: tg= R Z ZL  C = R C L    1 +Nếu ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i .

+Nếu ZL < ZC thì u chậm pha hơn i .

- Vẽ được giản đồ véc tơ trong các trường hợp u sớm pha hơn i và ngược lại

- Nêu được điều kiện xảy ra cộng hưởng điện, và các dấu hiệu khi có hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch.

+ Điều kiện:ZL = ZC hay  =

LC

1

+Dấu hiệu: u và i cùng

pha, Zmin=R, IMax=U/R, U=UR. 2 2 RL L Z  R Z 2 2 RC C Z  R Z LC L C Z  Z Z - Thành lập được các biểu thức tính độ lệch pha giữa u và i của mạch có 2 phần tử.

- Viết được biểu thức điện áp xoay chiều khi biết biểu thức dòng điện, và ngược lại.

- Hiểu được tính chất của cộng hưởng điện để giải các bài toán đơn giản. định độ lệch pha giữa u so với i và ngược lại. - Xác định được tổng trở của mạch điện chứa cuộn dây có điện trở thuần r0. - Vận dụng được các đặc điểm mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí trong các mạch điện, giản đồ véc tơ, các dấu hiệu của hiện tượng cộng hưởng, các tích chất về độ lệch pha để giải các bài tốn về cực trị của vơn kế và ampe kế. - Vận dụng linh hoạt các đặc điểm mối quan hệ giữa các đại lượng trong các loại

đoạn mạch để giải các bài tốn về hộp đen.

3. Cơng suất, hệ số công suất.

*Công suất tiêu thụ của mạch.

- Viết được biểu thức của công suất tiêu thụ trong đoạn mạch R, L, C: P = UIcos = I2 R = 2 2 Z R U .

- Viết được công thức hệ số công suất:

cos =

Z R

- Nêu được ý nghĩa của cos.

- Tính được cơng suất tiêu thụ khi biết U và Z

- Biết xác định hệ số công suất trong các mạch điện xoay chiều gồm 1 hoặc 2, hoặc 3 phần tử. - Hiểu được ý nghĩa của hệ số công suất: cos càng lớn thì cơng suất hao phí càng nhỏ.

- Vận dụng công thức công suất tiêu thụ, mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí của mạch xoay chiều, các dấu hiệu cộng hưởng điện,... để giải các bài toán về cực trị của công suất khi một trong các đại lượng R, L, C, f biến thiên. 4. Sản xuất, sử dụng và truyền tải dòng điện xoay chiều * Máy biến áp:

- Phát biểu được khái niệm máy biến áp: Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều.

- Nếu đươc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp:

+Cấu tạo: Gồm hai cuộn dây dẫn: Cuộn sơ cấp (U1, N1), và cuộn thứ cấp (U2, N2) có điện trở nhỏ và độ tự cảm

- Giải thích được sự xuất hiện và vai trò của các giá trị suất điện động cảm ứng của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

- Hiểu được công thức của máy biến

- Vận dụng kiến thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa máy thu và đoạn mạch chứa nguồn điện để giải các bài toán về máy biến áp khi điện trở của các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có r0.

lớn, quấn trên một khung bằng sắt non (là lõi biến áp).

+ Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

-Viết được công thức của máy biến áp:

1 2 U U = 2 1 I I = 1 2 N N

- Viết được công thức cơng suất hao phí trên đường dây truyền tải điện: P = RI2 = P 2 2 U R .

*Máy phát điện xoay chiều 1 pha.

- Nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha: +Cấu tạo: Gồm 2 phần áp: 1 2 U U = 2 1 I I = 1 2 N N chỉ đúng Với máy biến áp lí tưởng (bỏ qua điện trở r của các cuộn dây, bỏ qua sự mất mát từ thơng, và sự hao phí năng lượng trong máy biến áp). - Tính được các giá trị: U1, N1 U2, N2, I1, I2 từ công thức của máy biến áp. - Hiểu được biện pháp kinh tế để làm giảm tổn hao trong quá trình truyền tải điện năng.

- Hiểu được vai trò của máy biến thế trong việ truyền tải điện năng đi xa.

- Giải thích được sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong khung giây của máy phát điện.

- Vận dụng các kiến thức về máy biến áp để giải các bài tốn về sự hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện.

- Vận dụng các công thức về giá trị từ thông gửi qua khung dây và sự liên hệ giữa tốc độ biến thiên

chính: Phần cảm tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay với tốc độ n (vòng/s); Phần ứng gồm các cuộn dây giống nhau.

+ Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi Rôto quay từ thông qua mỗi cuộn dây của Stato biến thiên tuần hoàn làm xuất hiện một suất điện động xoay chiều hình sin trong các cuộn dây Stato.

- Viết được công thức tính tần số biến thiên của suất điện động cảm ứng trong máy phát điện xoay chiều 1 pha:

f=n.p . Với n(vòng/s), p là số cặp cực nam châm.

*Máy phát điện xoay chiều 3 pha.

- Nêu được khái niệm từ trường quay, các cách tạo ra từ trường quay. - Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều 3 pha.

- Nêu được cấu tạo và

- Tính được f;n;p từ công thức f=n.p

của từ thông với suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây để giải các bài toán về sản xuất dòng điện xoay chiều. - Vận dụng để lập các biểu thức dòng điện xoay chiều 3 pha khi biết 1 dòng điện.

nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha:

+ Cấu tạo: Gồm 2 phần: Phần ứng gồm 3 cuộn dây giống nhau cuốn trên 3 lõi sắt đặt lệch nhau góc 2 3  . Phần cảm là nam châm quay với tốc độ góc  khơng đổi.

+ Hoạt động: Khi nam châm quay, trong 3 cuộn dây xuất hiện các suất điện động cảm ứng có cùng tần số, cùng biên độ, lệch pha nhau 2 3  : e1=E0sin(t), e2=E0sin(t -2 3  ), e3 = E0sin(t +2 3  ). - Viết được các công thức trong cách mắc sao và tam giác:

+ Mắc mạch 3 pha hình sao:

Udây= 3Upha , Idây=Ipha + Mắc mạch hình tam giác:

- So sánh dòng điện xoay chiều 1 pha với dòng xoay chiều 3 pha.

- Giải thích sự lệch pha của e suất điện động cảm ứng trong máy phát điện xoay chiều 3 pha.

- Biểu diễn được hệ thống dòng điện 3 pha bằng các hàm số và bằng đồ thị.

- Giải thích tại sao dòng điện 3 pha được sử dụng phổ biến hơn dòng điện xoay chiều 1 pha.

- vận dụng đặc điểm về dòng điện 3 pha, suất điện động 3 pha, để thực hiện tính tốn bằng đồ thị. - Vận dụng linh hoạt các kiến thức về cách mắc hình sao và tam giác với kiến thức về mạch R, L,C mắc nối tiếp để giải các bài toán về tiêu thụ điện năng ở các tải tiêu thụ điện.

Udây=Upha, Idây= 3Ipha

* Động cơ không đồng bộ 3 pha.

- Nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha.

- Phân biệt được Udây ,Upha , Idây, Ipha ở các cách mắc hình sao và hình tam giác.

- Tính tốn các giá trị Udây ,Upha , Idây, Ipha từ cơng thức. - Giải thích được hiện tượng khung dây đặt trong từ trường quay sẽ quay trong từ trường đó. - Giải thích được tính khơng đồng bộ trong động cơ điện khơng đồng bộ.

- Tính được cơng suất tiêu thụ điện của động cơ điện và hiệu suất làm việc của động cơ.