Giáo án Vật lý 12 cơ bản tiết 17: Máy phát điện xoay chiều

Tiết: 0 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện 3 pha. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Các mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều đối với các mạch chỉnh lưu, có thể sử dụng dao động kí để biểu diễn các dòng đã được chỉnh lưu. 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp 11. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Cho HS nghiên cứu mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha ® Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào nguyên tắc nào? ® Nó có cấu tạo như thế nào? N S S + Các cuộn nam châm điện của phần cảm (ro to): B2 B1 B3 + Các cuộn dây của phần ứng (stato): - HS nghiên cứu từ mô hình và Sgk về trả lời. I. Máy phát điện xoay chiều một pha Cấu tạo: - Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay. - Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. + Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện 1 chiều Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay chiều. - Y/c HS hoàn thành C4. - Trình bày hai cách chỉnh lưu: chỉ dùng 1 điôt và bằng mạch cầu. - Y/c HS hoàn thành C5. - HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay chiều. - Điôt bán dẫn là một thiết bị chỉ cho dòng điện qua nó theo một chiều từ A ® K (chiều thuận). - HS ghi nhận 2 cách chỉnh lưu dùng điôt. II. Dòng điện một chiều - Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Mắc xen vào mạch phát điện xoay chiều một mạch tạo bởi một số điôt bán dẫn gọi là mạch chỉnh lưu hay bộ chỉnh lưu. A K ~ M N A B R Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hệ 3 pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Giới thiệu về hệ 3 pha. - Thông báo về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Nếu suất điện động xoay chiều thứ nhất có biểu thức: e1 = e0coswt thì hai suất điện động xoay chiều còn lại có biểu thức như thế nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha. N S - Máy phát ba pha được nối với ba mạch tiêu thụ điện năng (tải). Xét các tải đối xứng (cùng điện trở, dung kháng, cảm kháng). - Các tải được mắc với nhau theo những cách nào? - Mô tả hai cách mắc theo hình 17.6 và 17.7 Sgk. - Trình bày điện áp pha và điện áp dây. - Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát ra là dòng ba pha. ® Chúng có đặc điểm gì? - Nếu các tải là đối xứng ® ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ. - Hệ ba pha có những ưu việt gì? - HS ghi nhận về hệ 3 pha. - HS nghiên cứu Sgk và ghi nhận về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Lệch pha nhau 1200 (2p/3 rad) nên: - HS tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vào Sgk và mô hình. - HS nghiên cứu Sgk và trình bày hai cách mắc: + Mắc hình sao. + Mắc hình tam giác. - HS ghi nhận các khái niệm điện áp pha và điện áp dây. - HS nghiên cứu Sgk để trả lời: là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 1200 từng đôi một. - HS nghiên cứu Sgk và liên hệ thực tế để tìm những ưu việt của hệ ba pha. III. Hệ ba pha - Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha. 1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 1200 từng đôi một. - Cấu tạo: (Sgk) ~ ~ ~ 1 2 3 0 - Kí hiệu: 2. Cách mắc mạch ba pha - Trong mạch ba pha, các tải được mắc với nhau theo hai cách: a. Mắc hình sao. b. Mắc hình tam giác. - Các điện áp u10, u20, u30 gọi là điện áp pha. - Các điện áp u12, u23, u31 gọi là điện áp dây. Udây = Upha 3. Dòng ba pha - Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 1200 từng đôi một. 4. Những ưu việt của hệ ba pha - Tiết kiệm dây dẫn. - Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM