c. Nội dung kiến thức phần Kĩ thuật điện môn Công nghệ 12:
2.3.2.Nội dung kiến thức vật lí liên quan đến kiến thức kĩ thuật điện Công nghệ 12 trung học phổ thông.
Công nghệ 12 trung học phổ thông.
Chương trình vật lí phần điện:
- Nội dung chương trình vật lí 11: Trong nội dung chương trình vật lí 11 có hai chương: Từ trường và cảm ứng điện từ, có nội dung kiến thức liên quan đến kiến thức Kĩ thuật điện môn Công nghệ 12.
Chương IV: Từ trường
Nội dung kiến thức của chương “Từ trường” đề cập đến các vấn đề kiến thức có liên quan đến Kĩ thuật điện lớp 12 là:
+ Từ trường
+ Lực từ tác dụng lên dòng điện. Cảm ứng từ
+ Từ trường của dòng điện thẳng dài, của dòng điện tròn, của dòng điện chạy trong ống dây.
+ Lực Lorenxơ
Chương V: Cảm ứng từ
Nội dung chính của chương đó là:
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ. Từ thông. Suất điện động cảm ứng. Định luật cảm ứng điện từ.
+ Hiện tượng tự cảm. Suất điện động tự cảm. Dòng điện Fucụ
- Nội dung chương trình Vật lí 12 phần điện là nội dung kiến thức có liên quan mật thiết chặt chẽ đến kiến thức của Kĩ thuật điện Công nghệ 12. Chương trình phần Điện của Vật lí 12 là những kiến thức cơ sở khoa học trực tiếp cho
những nội dung của bài Kĩ thuật điện môn Công nghệ 12 trung học phổ thông. Cụ thể là:
Chương III. Dòng xoay chiều
+ Bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều Nội dung bài học đề cập đến các vấn đề sau: I/ Khái niệm về dòng điện xoay chiều
- Là dòng điện có cường độ là hàm số sin hay cosin của thời gian. II/ Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Nguyên tắc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ - Biểu thức: i = NBS R ω sinωt - Giá trị hiệu dụng: I = 2 Io ; U = 2 Uo ; E = 2 Eo
+ Bài 13: Các mạch điện xoay chiều
Bài này đề cập đến quá trình khảo sát các mạch điện trong trường hợp lí tưởng đó là: mạch thuần cảm, mạch thuần dung, mạch thuần trở và các hiện tượng quá trình vật lí trong đoạn mạch đó.
+ Bài 14: Mạch có R, L,C mắc nối tiếp
Kiến thức đề cập trong phần này là quan hệ giữa dòng điện và điện áp trong mạch ở trường hợp tổng quát. Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Việc tính toán mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện trong đoạn mạch này dẫn đến phương trình: I = 2 ( L C)2
U
R + Z −Z =
U
Z trong đó Z= R2+(ZL−ZC)2 . Công thức miêu tả định luật Ôm trong mạch R, L, C nối tiếp là: I = U
Z
Độ lệch pha giữa dòng và áp: tgϕ = ZL ZC R
−
. Nếu ZL= ZC Tức LCω2=1 lúc này xảy ra hiện tượng cộng hưởng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều- Hệ số công suất
Công suất của mạch điện tổng quát là P= UI cosϕ. Trong đó cosϕ được
gọi là hệ số công suất. Trong bài cũng đề cập đến tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng. Với cosϕ = R
Z . Từ đõy cú kết luận quan trọng là 0 < cosϕ< 1. Do vậy trong thực tế người ta cố gắng sao
cho cosϕ càng gần đến 1 càng tốt.
Điện năng tiêu thụ của mạch điện tổng quát là: W= Pt. Với t là thời gian + Bài 16: Truyền tải điện năng. Máy biến áp
I/ Bài toán truyền tải điện năng đi xa:
Vấn đề đặt ra là khi truyền tải điện năng đi xa làm sao để giảm hao phí trên đường dây truyền tải xuống mức thấp nhất
Dựa vào công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây truyền tải Php= 2 2 phat phat P U r .
Để giải bài toán truyền tải điện năng có hai phương án:
Một là, giảm điện trở của dây dẫn bằng cách tăng tiết diện của dây hoặc dùng những loại dây siêu dẫn. Để thực hiện được việc này rất tốn kém về mặt kinh tế.
Hai là, tăng hiệu điện thế của nguồn điện, cách này hiệu quả và kinh tế hơn. Để biến đổi được hiệu điện thế của nguồn điện ta cần phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp đú chớnh là máy biến áp.
II/ Máy biến áp:
- Cấu tạo: Bộ phận chính của máy biến áp là một khung gồm các lá thép kĩ thuật điện ghép cách điện để chống dũng Fucụ gọi là lõi biến áp cùng với hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có R nhỏ.
- Nguyên tắc làm việc: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
- Biểu thức thể hiện mối quan hệ giữa các đại lượng sơ cấp và thứ cấp U2
= I1
+ Bài 17: Máy phát điện xoay chiều I/ Máy phát điện xoay chiều 1 pha 1. Cấu tạo:
- Phần cảm (Rụto): Là một nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.
- Phần ứng (Stato): gồm có các cuộn dây giống nhau, đặt cố định trên stato. 2. Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
II/ Máy phát điện xoay chiều 3 pha 1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
- Cấu tạo:+ Ba cuộn dây hình trụ giống nhau gắn cố định trên stato, 3 cuộn dây đặt lệch nhau 1200.
+ Một nam châm điện NS có thể quay quanh trục của nó. - Nguyên tắc hoạt động: Dựa trờn hiện tượng cảm ứng điện từ 2. Cách mắc mạc 3 pha
- Mắc hình sao - Mắc hình tam giác 3. Dòng ba pha
- Là dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều 3 pha phát ra 4. Những ưu việt của dòng 3 pha
- Tiết kiệm dây dẫn khi truyền tải đi xa - Cung cấp điện cho sản xuất công nghiệp + Bài 18: Động cơ không đồng bộ 3 pha
I/ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ: - Từ trường quay
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ II/ Động cơ không đồng bộ 3 pha
- Cấu tạo:
+ Rụto: Là khung dây dẫn có thể quay dưới tác dụng của từ trường quay (rụto lồng sóc). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Stato: Ba cuộn dây giống hệt nhau nằm trên cùng một vòng tròn và hợp với nhau những góc 1200.
- Hoạt động: Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ
Như vậy qua tìm hiểu về nội dung chương trình Vật lí có liên quan đến kiến thức Kĩ thuật điện môn Công nghệ 12, ta thấy chương trình Vật lớ đã cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản, các nguyên tắc và hiện tượng vật lí liên quan đến kĩ thuật điện. Các quá trình xảy ra bên trong các thiết bị kĩ thuật điện và một số ứng dụng khác trong kĩ thuật và đời sống. Phần kiến thức ứng dụng các phát minh vật lí chủ yếu là chỉ ra các máy móc thiết bị kĩ thuật được chế tạo dựa trên cơ sở nguyên tắc của vật lớ đó nghiên cứu. Tuy nhiên nội dung kiến thức vật lí chưa đề cập đến các giải pháp kĩ thuật và công nghệ trong các vật phẩm kĩ thuật liên quan. Kiến thức của nội dung ứng dụng của vật lí chỉ đề cập đến các nguyên tắc ứng dụng xuất phát từ vật lí. Trong khi đó kĩ thuật lại dựa trên các nguyên tắc vật lí để đề cập đến các giải pháp và chi tiết kĩ thuật. Kiến thức kĩ thuật cho học sinh biết rằng để giải quyết một vấn đề kĩ thuật có rất nhiều giải pháp khác nhau.