Tiết 1 – Thời gian 45 phút
Hoạt động 1: Lập kế hoạch thực hiện dự án
Bước 1: Khởi động dự án
+ GV chuẩn bị 01 đèn pin. Bật đèn pin sáng. + Có thể đặt câu hỏi:
Đây là cái gì? Nguồn năng lượng nào đã cung cấp cho bóng đèn sáng? (Đây là đèn pin, nguồn năng lượng cung cấp cho nó là nguồn điện chiều - pin).
Quan sát bóng đèn đang sáng trên lớp học chúng ta. Thiết bị nào đã cung cấp nguồn năng lượng cho bóng đèn sáng? (HS có thể dự đốn được đó là máy phát điện xoay chiều). Thiết bị này hoạt động như thế nào? Ảnh hưởng của nó đến đời sống và mơi trường ra sao? GV dẫn dắt HS đi vào dự án học tập.
Bước 2: Lập kế hoạch thực hiện dự án trên lớp
Nội dung Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS
Tìm hiểu về cấu tạo + GV cho HS xem một + Xem video và trả lời chung, nguyên tắc hoạt đoạn video về hoạt động các câu hỏi của GV. động của máy phát điện của một mô hình máy phát + Như vậy để tạo ra máy xoay chiều điện xoay chiều. phát điện xoay chiều cần + Đặt câu hỏi: Nêu cấu tạo có 2 bộ phận chính: Các và nguyên tắc hoạt động nam châm tạo ra từ của máy phát điện xoay trường, cuộn dây sinh ra chiều? Để tạo ra được dòng điện. Hai bộ phận máy phát điện xoay chiều này chuyển động tương cần phải có những vật liệu đối với nhau.
cơ bản nào?
Giới thiệu về dự án Trên cơ sở HS đã có Nhận thức về dự án học những kiến thức về máy tập cần triển khai
phát điện xoay chiều GV giới thiệu về nhiệm vụ dự án học tập: Máy phát điện xoay chiều có 2 loại: máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha. Em hãy chế tạo ra các máy phát điện xoay chiều. Chỉ rõ nó thuộc loại máy phát điện
xoay chiều nào?
Như vậy trong quá trình chế tạo máy phát điện xoay chiều HS phải tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha?
Xây dựng ý tưởng của + Đặt vấn đề: Có thể sử + Huy động các vốn hiểu dự án dụng các nguồn năng biết cá nhân, trang mạng, lượng sạch, sẵn có trong thực tế để thảo luận và tự nhiên để chế tạo ra máy tìm ra ý tưởng chế tạo phát điện xoay chiều được máy phát điện.
không? + Chia sẻ ý tưởng
+ Phân chia nhóm, yêu Có thể sử dụng các nguồn cầu các nhóm thảo luận. năng lượng gió, nước… + Tổ chức cho HS phát để làm quay tua bin tạo ra triển ý tưởng chế tạo máy máy phát điện.
phát điện từ các vật liệu + Có thể chế tạo máy đơn giản. phát điện xoay chiều theo +Thống nhất ý tưởng các phương án sau:
Máy phát điện xoay chiều bằng năng lượng gió (máy phát điện gió).
Máy phát điện xoay chiều bằng cơ năng tay quay (máy phát điện xoay chiều tay quay)
Lập kế hoạch thực hiện + Trên cơ sở các ý tưởng + Các nhóm thảo luận, dự án đã thống nhất, GV gợi ý lên kế hoạch thực hiện
cho các nhóm lên kế nhiệm vụ (nhiệm vụ, hoạch thực hiện dự án. người thực hiện, thời + Yêu cầu sản phẩm của lượng, phương pháp,
phương tiện, sản phẩm). dự án:
Bài ghi chép các kiến thức + Thiết kế mơ hình tìm hiểu về máy phát điện + Chế tạo mơ hình
xoay chiều một pha và + Thiết kế powperpoint máy phát điện xoay chiều và trình bày.
ba pha.
Mơ hình máy phát điện xoy chiều kèm theo bản phương án thiết kế.
Bài thuyết trình về sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên.
Hoạt động 2: Thực hiện dự án và xây dựng sản phẩm (1 tuần làm việc ở nhà) Bước 1: Thiết kế mơ hình chế tạo máy phát điện xoay chiều đơn giản
+ Các nhóm nghiên cứu tài liệu SGK Vật lý 12 bài 17 – Máy phát điện xoay chiều, SGK Công nghệ 12 bài 25 – Máy điện xoay chiều ba pha, máy biến áp ba pha và các kiến thức về máy phát điện xoay chiều trên sách, báo, internet… ở nhà để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha.
+ Vận dụng các kiến thức, kĩ năng về Vật lý, Cơng nghệ, Tốn học xây dựng các phương án thiết kế bản vẽ mơ hình máy phát điện xoay chiều đơn giản.
Nhóm 1,2: Chế tạo máy phát điện xoay chiều điện gió
Nhóm 3,4: Chế tạo mơ hình máy phát điện xoay chiều tay quay.
Sản phẩm cần đạt:
+ Bài ghi cá nhân về các kiến thức bài học, kiến thức tìm hiểu được về máy phát điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha.
+ Bản vẽ thiết kế phương án chế tạo mơ hình máy phát điện xoay chiều và bản thuyết minh kèm theo.
Bước 2: Chế tạo mơ hình máy phát điện xoay chiều đơn giản
Sau đây chúng tôi xin giới thiệu một số mơ hình của HS lớp 12A3 trường THPT Lê Viết Thuật chế tạo máy phát điện xoay chiều.
Tên sản phẩm Vật liệu sử dụng Nguyên tắc hoạt Cách tiến hành
động lắp ráp
Máy phát điện Các bánh xe Tay quay truyền Bước 1: Cắt gọt xoay chiều quay truyền động, dây động tới bánh xe các thanh kim loại tay cổng USB chun, nam châm qua dây cu roa tạo thành các hình và cuộn dây đồng làm quay trục chữ nhật theo tính (motor), cổng động cơ sinh ra tốn của bản vẽ.
USB, đế gỗ, thanh dịng điện xoay Bước 2: Dùng keo gỗ, dây điện đơi chiều. Dịng điện dán các thanh theo được đưa tới tạo khung hình 14. cổng USB có thể Bước 3: Lắp các dùng để thắp bánh xe, tay quay sáng đèn led, sạc và động cơ phát điện thoại, máy điện hình 15.
tính. Bước 4: Đấu 2 đầu
của motor vào cổng sạc hình 16. Bước 5: Sử dụng dây chun (dây curoa) vòng qua các bánh xe. Dùng tay quay làm quay các vòng tròn để quay trục của máy phát. Vận hành sản phẩm.
Máy phát điện Phương án 01: Năng lượng gió Bước 1: Lắp nguồn xoay chiều điện 02 động cơ, 04 được lấy từ cánh điện vào đế khung gió pin, cơng tác, 02 quạt thứ nhất nhờ hình 18.
quạt, dây điện đơi, nguồn điện (04 Bước 2: Lắp các chiếc pin) qua
các thanh gỗ, đế thanh gỗ để tạo ra
gỗ động cơ điện. khung của máy
Gió làm quay hình 19.
cánh quạt thứ hai Bước 3: Lắp các nên làm quay
trục của động cơ động cơ vào các trục của khung, 2 (máy phát điện)
từ đó tạo ra dịng cánh quạt vào trục điện thắp sáng của động cơ hình bóng đèn led. 20.
Bước 4: Đấu 2 đầu dây điện của động cơ 1 với công tắc vào nguồn pin, 2 dầu dây điện của
động cơ thứ 2 vào 2 chân của đèn led. Bước 5: Bật công tắc để vận hành hình 21.
Phương án 02: Bước 1: Cắt miếng
Gió được lấy xốp để tạo đế của Xốp, động cơ (có
trong thiên nhiên máy phát điện hình nam châm), ống
bia lon, đui đèn, nhờ cánh hướng 22.
cánh quạt nhựa, gió làm quay trục Bước 2: Dùng ống ống nhựa đường tua bin của động bia lon cắt thành kính 5cm, đèn led, cơ. Nhờ cấu tạo hình cánh quạt
dây nối. bên trong của
hình 23.
động cơ gồm các Bước 3: Chế tạo cuộn dây đặt
trong từ trường đi hướng gió. của nam châm, Gắn đui đèn và ống
nhựa. Cắt miếng khi trục tua bin
quay tức là làm nhựa thành tấm quay các cuộn hướng gió và gắn dây trong từ vào một đầu ống trường sinh ra hình 24.
dịng điện cảm Bước 4: Đấu hai ứng làm thắp đầu ra của động cơ sáng bóng đèn điện với 2 chân đèn
led. led. Trục của động
cơ với cánh quạt hình 25.
Bước 5: vận hành Đặt động cơ trước chỗ nhiều gió để lấy gió hoặc nếu trời khơng có gió có thể lấy gió từ một cánh quạt làm quay tua bin thắp sáng bóng đèn hình 26.
Hình ảnh các bước chế tạo các mơ hình máy phát điện xoay chiều một pha.
Máy phát điện xoay chiều quay tay cổng USB
Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17
Máy phát điện xoay chiều điện gió
Phương án 01
Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21
Phương án 02
Hình 22 Hình 23 Hình 24
Bước 3: Hồn thành báo cáo để chuẩn bị trình bày sản phẩm.
- HS hoàn thiện sản phẩm.
- Viết bài báo cáo trình bày về sản phẩm:
+ Các kiến thức về máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha.
+ Sản phẩm mơ hình máy phát điện xoay chiều một pha: Vật liệu, cách làm, cách vận hành sản phẩm, tính ứng dụng của sản phẩm.
+ Bài thuyết trình về sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên.
- GV hướng dẫn hỗ trợ HS trong q trình hồn thiện sản phẩm và chuẩn bị báo cáo.
Hoạt động 3: Báo cáo kết quả (Tiết 2 – Thời gian 45 phút)
Bước 1: Báo cáo các sản phẩm về mơ hình máy phát điện xoay chiều.
Báo cáo kết quả + Tổ chức cho các nhóm + Các nhóm báo cáo kết báo cáo sản phẩm và quả.
thảo luận. + Trình chiếu powerpint. + Gợi ý cho các nhóm + Các nhóm tham gia nhận xét, bổ sung cho phản hồi về phần trình các nhóm khác. bày của nhóm bạn.
Đánh giá + GV hướng dẫn HS tự HS đánh giá sản phẩm đánh giá, đánh giá đồng theo các tiêu chí lớp đã đẳng. Sau đó GV sẽ đánh thống nhất đưa ra. giá HS, công bố kết quả.
+ GV tổ chức cho HS trả + HS thảo luận và trả lời lời các câu hỏi định các câu hỏi GV.
hướng kiến thức bài học: + Ghi nhớ kiến thức cần (1)Hãy nêu cấu tạo trong nắm của bài học.
các động cơ (máy phát) + Đại diện HS chỉ rõ các được sử dụng để chế tạo bộ phận trong động cơ các mơ hình máy phát của máy phát điện xay
điện? chiều. Lưu ý cách chọn
(2) Máy phát điện xoay động cơ làm máy phát, chiều chế tạo ra thuộc sử dụng các động cơ có vào loại máy phát điện nam châm.
(3) GV đưa ra 2 mơ hình máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện xoay chiều ba pha (đã chuẩn bị đầu bài học), yêu cầu đại diện HS của các nhóm chỉ rõ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động trên mơ hình.
(4) Trả lời câu hỏi khởi động bài học?
* Qua đó GV làm bật ra điểm khác biệt giữa máy phát điện xoay chiều ba pha và một pha về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động. Đồng thời giúp HS hiểu rõ các ứng dụng của từng loại trong đời sống. Cần lưu ý với HS trong thực tế các nhà máy điện gió muốn cơng suất lớn thì cần đặt những nơi có lượng gió nhiều, mạnh để làm quay các tua bin của động cơ có cơng suất lớn. Trong mơ hình máy phát điện gió, năng lượng gió được lấy từ 1 cánh quạt khác chuyển hóa cơ năng thành điện năng nên cơng suất rất nhỏ.
+ Mơ hình máy phát điện xoay chiều này có cơng suất nhỏ, dòng điện nhỏ chỉ thắp sáng được các loại bóng đèn có cơng suất nhỏ như đèn led. + Hai mơ hình máy phát điện xoay chiều chế tạo thuộc vào máy phát điện xoay chiều một pha. Vì khi roto (trục của động cơ) quay, từ thông qua cuộn dây bên trong biến thiên tuần hoàn xuất hiện một suất điện động xoay chiều (cho ta một pha điện ra ngoài).
+ Nguồn năng lượng cung cấp cho bóng đèn sáng được lấy từ các máy phát điện xoay chiều ba pha trong các nhà máy điện đưa lên đường dây truyền tải và đến các hộ gia đình.
Bước 2: Tìm hiểu về các nhà máy điện. Sự tác động của việc sản xuất điện đến môi trường.
+ GV tổ chức trị chơi ơ chữ để tìm hiểu các thơng tin về các nhà máy điện ở Việt Nam.
+ HS tích cực tham gia hoạt động trị chơi ơ chữ.
+ GV tổ chức, hướng dẫn cho đại diện các đội báo cáo qua bài thuyết trình powerpoint đã được giao nhiệm vụ ở nhà: Đội 1: Trình bày ảnh hưởng của nhà máy điện đến môi trường sinh thái tự nhiên. Đội 2: Các biện pháp làm giảm thiểu sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến mơi trường tự nhiên.
+ Đại diện các nhóm thuyết trình.
Hoạt động 3: Đánh giá, nhận xét, tổng kết hoạt động dự án dạy học.
+ GV nhận xét, đánh giá kết quả sản phẩm và quá trình làm việc của các nhóm theo các tiêu chí. GV khen thưởng các nhóm hồn thành tốt nhiệm vụ, động viên và khích lệ các nhóm hồn thành nhiệm vụ chưa tốt.
+ GV chốt lại các kiến thức HS cần nắm được trong chủ đề. Gieo mầm các ý tưởng khai thác các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường để sản xuất điện năng trong tương lai phục vụ đất nước.
Hình 27. Hình ảnh nhóm HS báo cáo sản phẩm mơ hình máy phát điện xoay chiều trong một tiết học trên lớp.