V/ Bài học mớ
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm
Thực nghiệm được tiến hành ở hai lớp 12 THPT , một lớp thực nghiệm và một lớp đối chứng với chất lượng học môn công nghệ của hai lớp là tương đương nhau.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm
Bài thực nghiệm là bài 26: Động cơ không đồng bộ ba pha
a. Giáo án thực nghiệm
I/Mục tiêu: Học xong bài này học sinh cần nắm được: 1/Kiến thức.
- Học sinh biết được cấu tạo,cụng dụng nguyờn lớ,làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha.
- Hiểu được nguyờn lớ làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha - Biết được cách đấu dây của động cơ không đồng bộ ba pha
2/ Kĩ năng.
- Phân biệt được hai loại: động cơ rụto dây quấn và động cơ rụto lồng sóc 3/ Thái độ.
- Học sinh có ý thức tìm hiểu về các động cơ không đồng bộ ba pha trong thực tế
II/ Trọng tâm của bài học
- Cấu tạo và nguyờn lớ làm việc của ĐCKĐB 3 pha III/ Chuẩn bị
1/ Giáo viên
- Nghiên cứu kĩ SGK CN 12
- Đọc sách tham khảo,sỏch giáo viên
- Nghiên cứu SGK Vật lí 12 bài: Động cơ không đồng bộ ba pha 2/ Học sinh
- Đọc trước bài học ở nhà. 3/ Phương tiện dạy học - Tranh sỏch giáo khoa. - Sử dụng máy chiếu.
4/ So sánh nội dung SGK Công nghệ 12 và SGK Vật lí 12 Kiến thức vật lí Kiến thức công nghệ I/ Nguyên tắc hoạt động của động
cơ không đồng bộ
II/ Động cơ không đồng bộ ba pha - Khái niệm
- Cấu tạo: + Stato + Rôto
- Từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha
- Nguyên tắc hoạt động
I/ Khái niệm và ứng dụng II/ Cấu tạo
1/ Stato a/ Lõi thép b/ Dây quấn 2/ Rôto a/ Lõi thép b/ Dây quấn
III/ Nguyên lí làm việc - Nguyên lí làm việc - Thông số kĩ thuật IV/ Cách đấu dây - Cách đấu dây
- Đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ ba pha.
Ta thấy:
- Nội dung chính của bài (kiến thức công nghệ) là: + Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha.
+ Nguyờn lí làm việc: Từ trường quay, tốc độ quay của động cơ, hệ số trượt s. - Cơ sở khoa học (kiến thức kĩ thuật):
+ Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ. + Từ trường quay của dòng điện ba pha.
+ Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha (theo nguyên tắc vật lí gồm 2 phần chính là rụto và stato).
IV/ Bài học mới
2/ Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi Ý trả lời chính
Nêu nguyên lí làm việc của máy biến áp ba pha?
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
- Dòng điện trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong hai cuộn của biến áp.Từ thông tạo ra dòng điện trong cuộn dây thứ cấp 3/ Đặt vấn đề bài mới
Điện năng là nguồn năng lượng rất quớ của bất kì quốc gia nào. Phần lớn điện năng chuyển thành cơ năng trong các nhà máy, xí nghiệp để làm ra của cải vật chất cho xã hội. Thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng đó là động cơ điện, trong đó chủ yếu là động cơ không đồng bộ ba pha. Vậy động cơ không đồng bộ ba pha là gì? Cấu tạo, hoạt động như thế nào? Được ứng dụng ở đâu trong thực tế? Để trả lời các câu hỏi trên, hôm nay chúng ta sẽ học bài “Động cơ không đồng bộ ba pha”.
4/ Nội dung chính
Nội dung chính PP dạy học(hoạt động của GV+ HS) Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm và công dụng của ĐCKĐB ba pha I /Khái niệm và công
dụng
1/ Khái niệm
- GV sử dụng phương pháp thuyết trình và đàm thoại. GV đưa tranh vẽ giúp học sinh nhớ lại kiến thức vật lí đã học về nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ và có thể sử dụng một số câu hỏi sau:
Động cơ xoay chiều ba pha có tốc độ quay của rôto(n) nhỏ hơn tốc độ quay(n1) của từ trường
2/Công dụng
Dùng làm nguồn động lực cho các máy công cụ
1/ Khi cho khung dây trong từ trường quay của nam châm vĩnh cửu có hiện tượng gì xảy ra? (Khung dây quay theo chiều quay của từ trường quay để chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó)
2/ Tốc độ góc của khung có bằng tốc độ góc của từ trường quay không?(nhỏ hơn)
- GV kết luận đây chính là nguyên tắc làm việc của ĐCKĐB
3/ Trong VL các em đã được tìm hiểu về dòng điện xoay chiều ba pha, vậy em nào cho cả lớp biết ưu điểm của dòng điện xoay chiều ba pha là gì?(Từ trường có chiều và trị số biến thiên theo thời gian được gọi là từ trường quay)
- GV: Nếu thay từ trường của nam châm vĩnh cửu bằng từ trường của dòng điện xoay chiều ba và đặt rôto của động cơ điện trong từ trường quay này ta được ĐCKĐB ba pha.
- GV: Vậy động cơ không đồng bộ ba pha là gì? 4/ Nêu khái niệm ĐCKĐB ba pha?
- HS: trả lời câu hỏi và ghi bài
- GV: Sử dụng phương pháp trực quan và đàm thoại.
- GV: ĐCKĐB ba pha được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp,công nghiệp,và đời sống. 1/ Em hãy kể tên một số máy điện trong thực tế sử dụng ĐCKĐB ba pha làm nguồn động lực mà em biết?(máy bơm nước,máy tiện,máy phay,máy bào,máy xay sát ..)
- GV: Đưa ra hình ảnh một vài máy sử dụng ĐCKĐB ba pha trong thực tế.
- GV: Để biết được tại sao ĐCKĐB ba pha được sử dụng rộng rãi trong thực tế chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cấu tạo của động cơ
Hoạt động 2:Tìm hiểu cấu tạo của ĐCKĐB ba pha
II/Cấu tạo - GV: Sử dụng phương pháp đàm thoại và trực quan,cùng HS tìm hiểu về cấu tạo của ĐCKĐB ba pha
1/Stato a/Lõi thép
Gồm các lá thép kĩ thuật điện ghép lại với nhau
1/ Các em đã được tìm hiểu về cấu tạo của ĐCKĐB ba pha trong chương trình của môn VL vậy em hãy cho biết bộ phận chính của động cơ trên tranh vẽ là những bộ phận nào?(stato,rôto) - GV: Đưa hình ảnh động cơ không đồng bộ ba pha trong thực tế:
- GV: ĐCKĐB ba pha cấu tạo gồm stato, rôto, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.Trong đó stato là phần tĩnh (còn gọi là phần cảm) đây là bộ phận tạo ra từ trường quay.
thành hình trụ,mặt trong xẻ rãnh đặt dây quấn
b/Dây quấn
dụng một số câu hỏi sau để đàm thoại với HS
1/ Stato cấu tạo gồm mấy phần?(lõi thép,dây quấn).
- GV: Đưa ra hình ảnh về lõi thép của stato:
2/ Lõi thép được cấu tạo như thế nào? (gồm các lá thép kĩ thuật điện ghép lại với nhau thành hình trụ,mặt trong có xẻ rãnh)
3/ Vì sao lõi thép của stato không được cấu tạo là khối kim loại đặc?(chống dòng Fucô)
4/ Các lá thép kĩ thuật điện được cách điện với nhau bằng cách nào?(phủ sơn cách điện)
AX,BY,CZ đặt trong các rãnh stato theo quy luật nhất định.
Sáu đầu dây của 3 pha dây quấn được nối ra ngoài hộp đấu dây.
2/Rôto a/Lõi thép
Gồm các lá thép kĩ thuật điện ghép lại thành hình trụ
Mặt ngoài xẻ rãnh,ở giữa có lỗ lắp trục
b/Dây quấn:2 kiểu Dây quấn kiểu rôto lồng sóc
Dây quấn kiểu rôto dây quấn
5/ Phía trong xẻ rãnh để làm gì?(đặt dây quấn) - HS: Trả lời và ghi bài
- GV: Giới thiệu về dây quấn: stato là bộ phận tạo ra từ trường quay, gồm 3 cuộn dây AX,BY,CZ. Giáo viên đưa hình vẽ và sử dụng một số câu hỏi sau:
1/ Ba cuộn dây có những đặc điểm nào giống nhau?(số vòng,tiết diện dây,vật liệu…)
2/ Theo các em ba cuộn dây được đặt lệch nhau bao nhiêu độ?(1200)
- HS: trả lời và ghi bài
- GV:giới thiệu về rôto(đàm thoại và trực quan). Rôto là phần quay(còn gọi là phần ứng), đây chính là bộ phận đưa công suất ra ngoài.
- GV yêu cầu HS quan sát tranh và đặt câu hỏi
1/Cấu tạo rôto gồm mấy phần?đó là những phần nào?(lõi thép,dây quấn)
2/Cấu tạo của lõi thép như thế nào?(gồm các lá thép KTĐ ghép lại thành hình trụ)
- GV giới thiệu về hai loại dây quấn của rôto + Dây quấn kiểu rôto lồng sóc: có cấu tạo đơn giản, có tính kinh tế cao, tuy nhiên đc kiểu rôto lồng sóc khó khăn trong việc điều chỉnh tốc độ, dòng khởi động lớn, mômen khởi động nhỏ + Dây quấn kiểu rôto dây quấn: cấu tạo phức tạp,dễ điều chỉnh tốc độ,dòng khởi động nhỏ, mômen khởi động lớn
- GV: Vậy theo các em trong thực tế loại động cơ rôto lồng sóc hay rôto dây quấn được sử dụng phổ biến hơn?(động cơ rôto lồng sóc)
- GV: Hiện nay đã chế tạo ra động cơ rôto lồng sóc kép vừa khắc phục được những nhược điểm của động cơ rôto lồng sóc và vừa đảm bảo tính kinh tế
+ Hiện nay con người còn đang nghiên cứu chế tạo được một loại rôto điện nhỏ cỡ milimet. Đây
nanô.
- GV yêu cầu HS tra lời câu hỏi và lên vẽ kí hiệu hai loại động cơ
Hoạt động 3:Tìm hiểu về NLLC của ĐCKĐB ba pha III/Nguyên lí làm việc
- Khi cho dòng xoay chiều ba pha vào ba dây quấn stato,trong stato xuất hiện từ trường quay(n1), quét qua dây quấn của rôto xuất hiện các sức điện động và dòng cảm ứng. Lực tương tác điện từ do từ trường quay và dòng cảm ứng tạo mômen quay kéo rôto quay theo chiều từ trường với tốc độ n<n1
Tốc độ từ trường
quay là:
- GV:giải thích qua cho HS về từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha bằng hình vẽ và những câu hỏi
1/ Khi cho dòng xoay chiều ba pha vào stato,trong lòng stato có mấy từ trường biến thiên?(3)
2/ Từ trường tổng hợp quay với tốc độ nào?(n1) 3/ Độ lớn Bur tổng hợp bằng bao nhiêu? ( 1 2 3 B =B +B +B ur uur uur uur ) - GV: Đàm thoai với HS về NLLV
1/ Rôto đặt trong từ trường quay của cuộn dây stato sẽ xuất hiện đại lượng vật lí nào?(sức điện động cảm ứng)
2/ Nếu cuộn dây rôto kín mạch sẽ xuất hiện đại lượng vật lí nào?(dòng điện cảm ứng)
3/ Vì sao rôto quay được? (lực tương tác điện từ giữa từ trường quay và các dòng điện cảm ứng tạo mômen quay)
4/ Tại sao tốc độ quay của rôto luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay? (nếu bằng nhau sẽ không có sự biến thiên của từ thông).
5/ Tại sao gọi là động cơ không đồng bộ ba pha? (không đồng bộ vì tốc độ của rôto và tốc độ của từ trường quay không bằng nhau).
1 60 60 ( / ) f n vg ph p = f là tần số dòng điện p là số đôi cực từ n2=n1- n:tốc độ trượt Hệ số trượt tốc độ 2 1 1 1 n n n s n n − = =
- GV:giải thích qua cho HS về tốc độ trượt và hệ số trượt tốc độ
Hoạt động 4:Tìm hiểu cách đấu dây IV/Cách đấu dây
- Đấu hình sao hoặc hình tam giác.
- Cách đảo chiều quay của động cơ: đảo hai pha bất kì cho nhau
- GV:Các em đã được tìm hiểu về hai cách đấu dây cơ bản ∆,Y. Yêu cầu HS lên bảng vẽ các cách đấu dây ra hộp của ĐCKĐB ba pha, và chọn ra trong những cách đó cách nào là hợp lí nhất
- GV: Tuỳ thuộc điện áp của lưới và cấu tạo của động cơ mà chọn cách đấu dây cho phù hợp. GV lấy ví dụ để HS hiểu rõ hơn
- GV: Để đảo chiều quay của động cơ ta đảo hai pha bất kì cho nhau. Lấy ví dụ để hs quan sát. Có thể tiến hành như sau:
- GV: Đảo chiều quay của rôto động cơ tức là phải đảo chiều quay của đại lượng vật lí nào? (từ trường quay).
- HS: Trả lời
- GV: Muốn đảo chiều quay của từ trường quay theo các em chúng ta phải làm thế nào? (đảo hai pha bất kì cho nhau)
- HS: Trả lời.
- GV:tổng kết bài - Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Trong động cơ không đồng bộ 3 pha, khi dòng điện qua 1 cuộn dây cực đại, và cảm ứng từ do cuộn dây này tạo ra có độ lớn là B1, thì cảm ứng từ do 2 cuộn dây còn lại tạo ra có độ lớn là?
A. Bằng nhau và bằng B1
B. Khác nhau.
C. Bằng nhau và bằng 3/2 B1
D. Bằng nhau và bằng 1/2 B1
Câu 2: Kết luận nào sau đây về động cơ không đồng bộ 3 pha là sai? A.Độ lớn từ trường tổng hợp tại tâm động cơ là không đổi.
B. Tốc độ quay của rụto phải nhanh hơn tốc độ quay của từ trường C.Tốc độ quay của từ trường phải nhanh hơn tốc độ quay của rụto. D. Hoạt động của động cơ dựa trên cơ sở cảm ứng điện từ
Câu3: Trong động cơ không đồng bộ 3 pha thì?
A. Cảm ứng từ tổng cộng của 3 cuộn dây quay với tần số bằng ba lần tần số của dòng điện.
B. Phần cảm là phần quay, phần đứng yên là phần ứng.
C. Cảm ứng từ tổng cộng của 3 cuộn dây quay với tần số bằng tần số của dòng điện
D. Cảm ứng từ của 3 cuộn dây biến thiên điều hoà cùng pha, cùng tần số
Câu 4: Dòng điện xoay chiều có p = 5 cặp cực. Để có dòng điện xoay chiều tần số f = 60Hz cần quay rụto với vận tốc là bao nhiêu?
A.900 vũng/ phút B. 700 vòng/ phút
C. 720 vòng/ phỳt D. 620 vũng/ phỳt
Câu 5: Lừi thép rôto của động cơ không đồng bộ ba pha có cấu tạo: A. Xẻ rónh trong
B. Xẻ rónh ngoài
C. Ghép từ các lá thép kĩ thuật điện cách điện với nhau D. Cả B và C
b. Giáo án đối chứng:
I/Mục tiêu bài học: Học song bài này học sinh cần: 1/Kiến thức.
- Học sinh biết được cấu tạo,cụng dụng nguyờn lớ,làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha.
- Hiểu được nguyờn lớ làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha - Biết được cách đấu dây của động cơ không đồng bộ ba pha
2/ Kĩ năng.
- Phân biệt được các loại động cơ rụto dõy quấn và động cơ rụto lồng sóc 3/ Giáo dục.
- Học sinh có ý thức tìm hiểu về các động cơ không đồng bộ ba pha trong thực tế
II/ Trọng tâm của bài học
- Cấu tạo và nguyờn lớ làm việc của ĐCKĐB 3 pha III/ Chuẩn bị
1/ Giáo viên
- Nghiên cứu kĩ SGK CN 12
- Đọc sách tham khảo, sách giáo viên 2/ Học sinh
- Đọc trước bài học ở nhà. 3/ Phương tiện dạy học. - Tranh sỏch giáo khoa.
- Sử dụng máy chiếu. IV/ Bài học mới
Câu hỏi Ý trả lời chính Nêu nguyên lí làm việc của máy
biến áp ba pha?
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
- Dòng điện trong cuộn sơ cấp tạo ra từ thông biến thiên trong hai cuộn của biến áp.Từ thông tạo ra dòng điện trong cuộn dây thứ cấp
3/ Đặt vấn đề bài mới
- Giáo viên hỏi: Máy điện quay có mấy loại? kể tờn cỏc loại đó? - Học sinh: trả lời (máy phát, động cơ).
Giáo viện giới thiệu động cơ không đồng bộ ba pha là một loại máy điện quay. Để biết cấu tạo và nguyờn lớ làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha