a. Xác định rõ nội dung bài học
- Kiến thức cần đạt đƣợc sau mỗi nội dung, mỗi bài học ?
- Những kỹ năng cần hình thành ở HS, thái độ, đạo đức tác phong cần xác lập ?
- Chuẩn bị của GV và HS cho bài học cụ thể nhƣ thế nào ? b. Xác định mục tiêu cần nghiên cứu
- Lựa chọn phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học để phối hợp với TTSPTH để dạy học một bài cụ thể.
- Sử dụng DHTH vào bài học ở phần nào, khi nào ? Tích hợp những vấn đề gì ? tích hợp nhƣ thế nào ? để nâng cao chất lƣợng dạy học.
c. Thiết lập phƣơng án dạy học
- Xác định kiến thức, kĩ năng và thái độ cần hình thành và phát triển ở HS trong bài học.
- Xác định các nội dung cần TH, vị trí TH trong bài và thời gian cụ thể. - Dựa vào kiến thức, kinh nghiệm đã có của HS, nội dung kiến thức của bài để có phƣơng án hƣớng dẫn HS tích hợp trong các tình huống thực tế.
- Lƣờng trƣớc một số khó khăn, sai lầm thƣờng mắc khi học bài. d. Chuẩn bị thiết bị dạy học
- Cần chuẩn bị những thiết bị dạy học nào cho phù hợp để phục vụ cho nội dung bài giảng (bộ thí nghiệm, tranh ảnh, máy chiếu, video,... ).
54
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.2.2. Xây dựng tiến trình dạy học tích hợp cho một số bài học chƣơng “Dòng điện xoay chiều”
Vận dụng TTSPTH kết hợp với việc sử dụng các PPDH soạn thảo tiến trình dạy học một số bài trong chƣơng “Dòng điện xoay chiều” theo hƣớng gắn với thực tiễn góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học. Trên cơ sở SGK và tình hình dạy học thực tế ở các trƣờng THPT. Chúng tôi xây dựng một số biện pháp cụ thể nhằm thực hiện mục tiêu mà đề tài đề ra.
Những biện pháp cụ thể:
- Nghiên cứu các tài liệu về giáo dục tích hợp.
- Thăm dò khảo sát thực trạng dạy và học chƣơng “Dòng điện xoay chiều” ở một số trƣờng THPT trong tỉnh Thái nguyên.
Dựa vào cơ sở lí luận đƣa ra ở Chƣơng I, vận dụng TTSPTH xây dựng tiến trình dạy học một số bài học cụ thể:
Bài 1: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất.
Bài 2: Truyền tải điện năng. Máy biến áp. Bài 3: Máy phát điện xoay chiều.
Bài 1: CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT.
I. Mục tiêu 1. Kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa và thiết lập đƣợc công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều.
55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Nêu đƣợc vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều. - Viết đƣợc công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp.
2. Kĩ năng
- Vận dụng đƣợc công thức tính công suất và hệ số công suất của mạch R, L, C.
- Giải đƣợc các bài tập đơn giản về các mạch điện xoay chiều.
- Giáo dục sử dụng NLTK&HQ: Liên hệ thực tế để biết cách sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả.
+ Hiểu ý nghĩa thông số công suất ghi trên các thiết bị điện, những ảnh hƣởng của hệ số công suất trong quá trình sử dụng điện, nhận biết sự tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện thông dụng.
+ Biết cách làm tăng hệ số công suất để tiết kiệm điện năng.
3. Về thái độ
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học, có ý thức tiết kiệm điện.
II. Chuẩn bị
1. Chuẩn bị của giáo viên
- Một số thiết bị điện có ghi rõ các thông số điện.
- Tranh ảnh, tờ rơi có liên quan đến vấn đề sử dụng NLTK&HQ.
2. Chuẩn bị của học sinh
- Ôn lại các kiến thức về công suất của mạch điện đã học ở những lớp 9, đọc trƣớc bài “Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất” (Vật lí 12 – cơ bản).
56
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều P = UIcos
Điện năng tiêu thụ của mạch điện W = P.t
Giáo dục sử dụng NLTK&HQ: Lựa chọn và sử dụng thiết bị điện hợp lí
Hệ số công suất
Ý nghĩa của hệ số công suất
Hệ số công suất của mạch R, L, C mắc
nối tiếp
Giáo dục sử dụng NLTK&HQ: Nâng cao hệ số công suất.
Trên các thiết bị điện ngƣời ta thƣờng quan tâm đến thông số nào nhất?
57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
IV. Tiến trình dạy học.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Câu hỏi: Phát biểu định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.
- Nhận xét câu trả lời của học sinh. - Đặt vấn đề vào bài mới: Khi sử dụng các thiết bị điện ngƣời ta thƣờng quan tâm đến công suất tiêu thụ điện năng của chúng. Vì sao ngƣời ta lại quan tâm đến đại lƣợng này ? Công thức tính công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều nhƣ thế nào? Chúng ta cùng đi tìm hiểu qua bài “Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất”.
- Trả lời câu hỏi của giáo viên.
- Nhận thức đƣợc vấn đề cần nghiên cứu.
Hình 2.1. Bóng đèn HD 65W
Hoạt động 2: Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện không đổi là gì?
- Tại một thời điểm t, i trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó xem tại
2
2 U
P RI UI
R
58
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t? - Giá trị trung bình của công suất điện trong 1 chu kì:
- Trong đó cos có giá trị nhƣ thế nào?
- Còn cos(2 t ) là một hàm tuần hoàn của t, với chu kì bao nhiêu? - Ta có cos(2 t ) 0
- Giới thiệu biểu thức tính điện năng têu thụ của mạch điện trong thời gian t: W = Pt
cos cos(2 )
P p UI t
- Vì cos không đổi nên cos cos
- Chu kì 2
2 2
T
(T 2 )
- Vậy P = UIcos - Tiếp thu ghi nhớ.
Hoạt động 3: Giáo dục sử dụng NLTK&HQ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Em hãy cho biết công suất của một số thiết bị điện thƣờng sử dụng trong gia đình ? Thiết bị nào tiêu tốn điện năng nhiều nhất ?
- Em hãy kể tên một số loại đèn chiếu sáng thƣờng dùng hiện nay?
+ Tivi: 300-400 W + Tủ lạnh: 800 W + Điều hòa : >3000 W
+ Bình nƣớc nóng : khoảng 5000W Bình nƣớc nóng tiêu tốn điện năng nhiều nhất.
59
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Yêu cầu học sinh quan sát bảng so sánh một số loại bóng đèn và rút ra kết luận. Ta nên sử dụng loại đèn nào? Vì sao?
Hình 2.2. Lựa chọn bóng đèn tiết kiệm điện
- Cần phải biết đƣợc công suất tiêu thụ của các thiết bị điện thƣờng dùng để có sự lựa chọn và sử dụng các thiết bị đó sao cho hiệu quả, tiết kiệm năng lƣợng và kinh tế nhất.
bóng tròn…
- Học sinh quan sát bảng so sánh và rút ra kết luận: Cùng một cƣờng độ sáng nhƣ nhau nhƣng công suất của bóng đèn sợi đốt lớn hơn, vì vậy ta nên sử dụng bóng đèn led, đèn compact để tiết kiệm năng lƣợng cũng nhƣ chi phí.
- Tiếp thu, nhận thức đƣợc vấn đề sử dụng NLTK&HQ.
Hoạt động 4: Tìm hiểu về hệ số công suất.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giới thiệu về hệ số công suất. Hệ số công suất của một máy điện cho ta biết khả năng sử dụng công suất nguồn của máy điện. Nếu thiết
- Học sinh lắng nghe và tiếp thu, ghi nhớ để thấy đƣợc ý nghĩa của hệ số công suất.
60
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
bị nhà máy làm việc với cos = 1, thì công suất cung cấp đƣợc tận dụng hoàn toàn.
- Hệ số công suất có giá trị trong khoảng nào?
- Yêu cầu học sinh hoàn thành C2.
- Các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà máy bao giờ cũng có các cuộn dây i nói chung lệch pha so với u. Khi vận hành ổn định P trung bình giữ không đổi Công suất trung bình trong các nhà máy? - Nếu r là điện trở của dây dẫn công suất hao phí trên đƣờng dây tải điện?
* Giáo dục sử dụng NLTK&HQ:
- Từ công thức tính công suất hao phí suy ra hệ số công suất có ý nghĩa nhƣ thế nào?
- Trong thực tế, những thiết bị sử dụng xoay chiều thƣờng có hệ số
- Vì | | không vƣợt quá 900 nên 0 cos 1. - Chỉ có L: cos = 0 - Gồm R nt L: cos 2 2 R R L
P = UIcos với cos > 0
cos P I UI cos 2 2 2 2 1 hp P P rI r U - Nếu cos nhỏ Php sẽ lớn, ảnh hƣởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.
- Những thiết bị sử dụng điện xoay chiều thƣờng có cos > 0,85.
61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
công suất là bao nhiêu ?
- Bằng cách lập luận dựa trên lý thuyết, em hãy thử đƣa ra cách nâng cao hệ số công suất để giảm hao phí điện năng ?
Trong thực tế, ngƣời ta mắc song song một tụ điện vào mạch để làm tăng cos .
- Suy nghĩ để tìm ra cách nâng cao hệ số công suất.
Hình 2.3. Tụ bù điện làm tăng hệ số công suất
Hoạt động 4: Tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là: u = U 2cos t
Cƣờng độ dòng điện tức thời trong mạch: i = I 2cos( t+ )
Dựa vào giản đồ hình 14.2 và 14.3 ( trang 77 SGK), hãy tính cos ? - Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch? Nhận xét. cos = U UR hay cos = Z R P = UIcos = U Z U Z R = RI2
- Công suất tiêu thụ trong mạch có R, L, C nối tiếp bằng công suất toả nhiệt trên R.
Hoạt động 5: Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức quan trọng đã học.
- Giao nhiệm vụ về nhà: Làm các
- Thực hiện yêu cầu của giáo viên.
62
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
bài tập trong trang 85 SGK và đọc trƣớc bài “Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến áp.”
Bảng 2.2. So sánh bóng đèn sợi đốt, đèn compact và đèn led bóng tròn [32] Thời gian thắp sáng Sử dụng 12h/ngày Sử dụng 16h/ngày Mô tả Đèn Led Đèn compact Đèn sợi đốt Đèn Led Đèn compact Đèn sợi đốt Công suất đèn 5 W 15 W 40 W 5 W 15 W 40 W Cƣờng độ sáng (Lux) cho phép: 200 – 400, đảm bảo sinh hoạt bình thƣờng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Tƣơng đƣơng Tuổi thọ đèn (giờ) 30.000 h (7 năm) 3.000 h (8 tháng) 1.000 h (3 tháng) 30.000 h (5,1 năm) 3.000 h (6 tháng) 1.000 h (18 tháng) Chi phí một bóng đèn (VND) 150.000 27.000 12.000 150.000 27.000 12.000 Lƣợng điện tiêu thụ trong 2 năm (Kwh) 43,8 Kwh 131,4 Kwh 350,4 Kwh 58,4 Kwh 175,2 Kwh 467,2 Kwh Tiền điện chi hết
trong 2 năm (Giá trung bình 1.700 VND/Kwh)
74.460 223.300 595.680 99.280 297.840 794.240
Số bóng đèn phải
thay thế trong 2 năm 0 bóng 03 bóng 08 bóng 0 bóng 04 bóng 11 bóng Chi phí tiền thay
bong trong 2 năm 0 81.000 96.000 0 108.000 132.000 Tổng chi phí trong 2
năm (VND) ( giá điện trung bình 1.700 VND/Kwh)
224.460 304.300 691.680 249.680 405.840 926.240
63
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Giờ Trái Đất là một sự kiện quốc tế hằng năm, do Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên khuyên các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh tắt đèn điện và các thiết bị điện không ảnh hƣởng lớn đến sinh hoạt trong một giờ đồng hồ vào lúc 8h30 đến 9h30 tối (giờ địa phƣơng) ngày thứ bảy cuối cùng của tháng ba hàng năm (năm 2009 là 28 tháng 3). Bắt đầu từ năm 2007 ở Sydney, số ngƣời tham gia chỉ có 2 triệu ngƣời. Nhờ các phƣơng tiện truyền thông, số ngƣời năm 2008 là 50 triệu và năm 2009 là hơn 1 tỷ ngƣời.
Hình 2.4. Giờ trái đất xanh 2014 tại Việt Nam
Mục đích của sự kiện này nhằm đề cao việc tiết kiệm điện năng và vì vậy làm giảm lƣợng khí thải điôxít cacbon, một khí gây ra hiệu ứng nhà kính và nhằm đánh động sự chú ý của mọi ngƣời với ý thức bảo vệ môi trƣờng.
Giờ Trái Đất 2007 đƣợc tổ chức tại thành phố Sydney của Úc, lúc 19h30 theo giờ địa phƣơng. Chiến dịch này đã làm giảm 10,2% sản lƣợng điện bằng 48.613 chiếc xe ô tô trên đƣờng, giảm 24,86 tấn khí CO2.
Việt Nam tham gia Giờ Trái Đất lần đầu tiên vào năm 2009, với các thành phố: Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Hội An, Huế và Nha Trang. Giờ trái đất năm 2009 đã tiết kiệm đƣợc 140.000 kWh; năm 2010, tiết kiệm đƣợc 500.000 kWh; năm 2011, tiết kiệm đƣợc 400.000 kWh; năm 2012, tiết
64
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
kiệm đƣợc 546.000 kWh; năm 2013, tiết kiệm đƣợc 401.000 kWh. Năm 2014, Giờ trái đất diễn ra từ 20h30 – 21h30 ngày 29/03/2014 với sự tham gia hƣởng ứng của tất cả 63 tỉnh thành, tổng lƣợng điện tiết kiệm đƣợc là 431.000 kWh.
BÀI 2: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Hiểu đƣợc những nguyên tắc chung của sự truyền tải điện năng. - Viết đƣợc biểu thức của công suất hao phí trên đƣờng dây tải điện - Phát biểu đƣợc định nghĩa, nêu đƣợc cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp.
- Viết đƣợc hệ thức giữa điện áp và dòng điện I của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp.
2. Kĩ năng
- Vận dụng đƣợc hệ thức giữa điện áp và dòng điện I của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp.
- Vận dụng đƣợc công thức tính công suất hao phí trên đƣờng dây truyền tải điện năng.
3. Thái độ
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học.
- Giáo dục sử dụng NLTK&HQ: Nhận biết đƣợc sự hao phí điện năng do dây dẫn trong quá trình sử dụng và truyền tải điện, suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đƣờng dây tải điện.
- Giáo dục KTTH: Nhận biết đƣợc những ứng dụng của máy biến áp trong thực tế.
65
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
1. Chuẩn bị của giáo viên:
- Một số tranh ảnh và tƣ liệu về sản xuất và truyền tải điện năng, hệ thống đƣờng dây tải điện 500kV Bắc - Nam.
- Tranh minh họa máy biến thế, mô hình máy biến thế, máy biến thế thật loại nhỏ.
2. Chuẩn bị của học sinh :
- Ôn tập kiến thức về công suất của dòng điện, về công suất tỏa nhiệt