Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tiết 41 - Bài 37: Máy biến thế

Ngµy soạn:........................ Ngµy giảng: 9A:..................................... 9B:..................................... TiÕt 41 Bµi 37: M¸y biÕn thÕ A.MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: - Nêu được các bộ phận chính của máy biến thế gồm 2 cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau được quấn quanh một lõi sắt chung. - Nêu được công dung chung của máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế theo công thức . - Giải thích được máy biến thế hoạt động được dưới dòng điện xoay chiều mà không hoạt động được với dòng điện một chiều không đổi. -Vẽ được sơ đồ lắp đặt máy biến thế ở hai đầu dây tải điện. 2. Kĩ năng: -Biết vận dụng về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích các ứng dụng trong kĩ thuật. 3. Thái độ: Rèn luyện phương pháp tư duy, suy diễn một cách lôgic trong phong cách học vật lí và áp dụng kiến thức vật lí trong kĩ thuật và cuộc sống. B.CHUẨN BỊ: Đối vói mỗi nhóm HS: -1 máy biến thế nhỏ (1 cuộn 200 vòng, 1 cuộn 400 vòng) -1 nguồn điện xoay chiều 0-12V ( máy biến áp hạ áp, ổ điện di động). -1 vôn kế xoay chiều 0-12V, và 0-36V. C. PHƯƠNG PHÁP: Thực nghiệm D. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.*ỔN ĐỊNH ( 1 phút) *H. Đ.1: KIỂM TRA BÀI CŨ- TẠO TÌNH HUỐNG HỌC TẬP. (4 ph) 1. Kiểm tra bài cũ: Khi truyền tải điện năng đi xa thì có biện pháp nào làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện? Biện pháp nào tối ưu nhất? 2. Tạo tình huống học tập: Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện thì tăng U trước khi tải điện và khi sử dụng điện giảm hiệu điện thế xuống U = 220V. Phải dùng máy biến thế. Máy biến thế cấu tạo và hoạt động như thế nào? * H. Đ.2: TÌM HIỂU CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN THẾ. ( 5 phút) I.CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ. -Yêu cầu HS đọc tài liệu và quan sát máy biến thế nhỏ, nêu lên cấu tạo của máy biến thế. -Số vòng dây của 2 cuộn giống hay khác nhau? Gọi 2 HS trả lời? -Lõi sắt có cấu tạo như thế nào? Dòng điện từ cuộn dây này có sang cuộn dây kia được không? Vì sao? -GV: Lõi sắt gồm nhiều lớp sắt silic ép cách điện với nhau mà không phải là một thỏi đặc. -GV chuẩn kiến thức và yêu cầu HS nhắc lại ghi vở. Cuộn dây n1 Cuộn dây n2 Lõi sắt pha silic 1.Cấu tạo: -Có 2 cuộn dây: Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng n1, n2 khác nhau. -1 lõi sắt pha silic chung. -Dây và lõi sắt đều bọc chất cách điện, nên dòng điện của cuộn sơ cấp không truyền trực tiếp sang cuộn thứ cấp. *H. Đ.3: TÌM HIỂU NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ.(10 phút) -Yêu cầu HS dự đoán. -GV ghi kết quả HS dự đoán lên bảng. +Nếu đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp U1 xoay chiều thì từ trường của cuộn sơ cấp có đặc điểm gì? +Lõi sắt có nhiễm từ không? Nếu có thì đặc điểm từ trường của lõi sắt đó như thế nào? +Từ trường có xuyên qua cuộn thứ cấp không?→Hiện tượng gì xảy ra với cuộn thứ cấp. Rút ra kết luận về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. 2.Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. C1: Khi có hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp → bóng đèn sáng → có xuất hiện dòng điện ở cuọn thứ cấp. C2: Đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều → Nếu cuộn thứ cấp được nối thành mạch kín. *H. Đ.4: TÌM HIỂU TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ.( 10 phút) II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ. ĐVĐ: Giữa U1 ở cuộn sơ cấp, U2 ở cuộn thứ cấp và số vòng dây n1 và n2 có mối quan hệ nào? -Yêu cầu HS quan sát TN và ghi kết quả. Qua kết quả TN rút ra kết luận gì? -Nếu n1 > n2 → U1 như thế nào đối với U2 → máy đó là máy tăng thế hay hạ thế? -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp người ta phải làm như thế nào? -HS: Ghi kết quả vào bảng 1. B¶ng 1 LÇn TN U1 (V) U2 (V) n1 (vßng) n2 (vßng) 1 2 3 3 3 9 C3: = ; = ; = → . Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng của mỗi cuộn dây. > 1→ máy hạ thế. < 1→ máy tăng thế. -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế, ta chỉ việc thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp. *H. Đ.5: TÌM HIỂU CÁCH LẮP ĐẶT MÁY BIẾN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN.( 5 phút) III. LẮP ĐẶT MÁY BIẾN THẾ Ở HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN. -GV thông báo tác dụng của máy ổn áp là do máy có thể tự di chuyển con chạy ở cuộn thứ cấp sao cho U thứ cấp luôn được ổn định. -Để có U cao hàng ngàn vôn trên đường dây tải điện để giảm hao phí điện năng thì phải làm như thế nào? -Khi sử dụng dùng hiệu điện thế thấp thì phải làm như thế nào? *Tích GDBVMT: - Khi máy biến thế hoạt động, trong lõi thép luôn xuất hiện dòng điện Fucô. Dòng điện Fucô có hại vì làm nóng máy biến thế, giảm hiệu suất của máy. - Để làm mát máy biến thế, người ta nhúng toàn bộ lõi thép của máy trong một chất làm mát đó là dầu của máy biến thế. Khi xảy ra sự cố, dầu máy biến thế bị cháy có thể gây ra những sự cố môi trường trầm trọng và rất khó khắc phục. -Dùng máy biến thế lắp ở đầu đường dây tải điện tăng hiệu điện thế. -Trước khi đến nơi tiêu thụ thì dùng máy biến thế hạ hiệu điện thế. *Tích GDBVMT: - Biện pháp GDBVMT: Các trạm biến thế lớn cần có các thiết bị tự động để phát hiện và khắc phục sự cố; mặt khác cần đảm bảo các quy tắc an toàn khi vận hành trạm biến thế lớn. *H. Đ. 6: VẬN DỤNG-CỦNG CỐ-HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ.( 10 phút) 1.Vận dụng: (5 phút) -Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng C4. 2.Củng cố: Qua kết quả em có nhận xét gì? GV gọi 3 HS thuộc 3 đối tượng trả lời. -Hướng dẫn về nhà : Trả lời lại C1 đến C4. -Chuẩn bị tiết sau tổng kết chương II . C4: Tóm tắt : U1 = 220V U2 = 6V U2/ =3V; n1= 4000 vòng Tính : n2 = ? ; n2 / = ? Giải : → -Ghi nhớ: +Đặt một HĐT xoay chiều vào 2 đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở 2 đầu của cuộn thứ cấp xuất hiện HĐT xoay chiều. +Tỉ số giữa HĐT ở 2 đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng của các cuộn dây tương ứng. Ở đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế. Rót kinh nghiÖm ..