Giáo án Vật lý 12 cơ bản - Tiết 25 đến 68 - Trường THPT Cầu Kè

Tieát 25 30/10/2008 MẠCH CÓ R, L,C, MẮC NỐI TIẾP I- MỤC TIÊU Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp . Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen –Viết được công thức tổng trở . Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp. Viết được công thức tính độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp có R,L,C nối tiếp. Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R,L,C nối tiếp khi xảy ra cộng hưởng điện. II- CHUẨN BỊ Giáo viên : bộ TN gồm có dao động tử ,các môn vôn kế và ampe kế ,các phần tử R,L,C . Học sinh : Phép cộng véc tơ –PP giản đồ Fre-nen để tổng hợp 2 dao động điều hòa . III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY 1. Ổn định lớp Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Kiểm tra bài cũ : Phaùt bieåu ñònh luaät oâm cho ñoan maïch coù R , L C Baøi môùi HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN Đặt vấn đề : -Biểu thức u và i trong đoạn mạch R,L,C nối tiếp ? -Định luật Ôm ? -Điện trở toàn mạch? -U=UR+UL+UC ? Giống như điện 1 chiều ? -GV : Hướng dẫn HS biểu diễn các véctơ cho các đoạn mạch chỉ có R , chỉ có L, chỉ có C ? -Biểu thức u cho các đoạn mạch chỉ có R , chỉ có L, chỉ có C ? -Biểu diễn các véctơ trên cùng giản đồ véctơ ? -Dựa vào giản đồ lập công thức tính U ? -Tổng trở Z toàn mạch ? -Định luật Ôm ? -Thành lập công thức tính ? -So sánh giữa ZL và ZC có những trường hợp nào xảy ra ? -Xét tính chất mạch điện theo 3 trường hợp đó ? -ĐKCH ? và hệ quả? Z , I như thế nào ? A B M N R L C HS : Nhắc lại mối quan hệ giữa u và i trong đoạn mạch chỉ có R , chỉ có L, chỉ có C . Sau đó biểu diễn các véctơ trên giản đồ véctơ . + j S P x O + j S P x O - -Căn cứ giản đồ tính tan -Có 3 trường hợp xảy ra . -Lâp luận giá trị của Theo mối quan hệ giữa ZL và ZC -ĐK : ZL = ZC I-PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN 1) Định luật về điện áp tức thời : Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đọan mạch ấy . 2) Phương pháp giản đồ Fre-nen : R Mạch Các vétơquayU và i Định luật Ôm u, i cùng pha C UR = IR u trễ pha so L với i UC = IZC U sớm pha so với i UL = IZL II- MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP 1) Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở : Giả sử cho dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức : Ta viết được biểu thức các điện áp tức thời: - 2 đầu R : - 2 đầu L : - 2 đầu C : -Hiệu điện thế đoạn mạch AB : -Phương pháp giản đồ Fre-nen: -Theo giản đồ : -Tổng trở của mạch : -Định luật Ôm : 2) Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện : Nếu ZL > ZC :u sớm pha hơn i ( tính cảm kháng ) Nếu ZL < ZC :u trễ pha hơn i ( tính dung kháng ) Nếu : ZL = ZC : u và i cùng pha ( cộng hưởng điện ) 3) Cộng hưởng điện : a) ĐKCH : ZL = ZC b) Hệ quả : IV-CỦNG CỐ : 1)Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 ; L = 159mH ; C = 31,8 .Điệp áp 2 đầu đoạn mạch có biểu thức là : ( V) .Tính Z ? và viết i trong mạch ? ( Z = 50 , L C 2) Cho mạch điện : B A Biết L = 0,318H ; C = 15,9; Tính Z ? viết u ? V-DẶN DÒ : Veà nhaø hoïc bai vaø laøm caùc baøi taäp saùch giaùo khoa Xem tröôùc baøi môùi baøi CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Ruùt kimh nghieäm : .. Tieát 26 30/10/2008 COÂNG SUẤT TIEÂU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ COÂNG SUẤT I- MỤC TIÊU Phát biểu được định nghĩa và thiết lập công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất . Nêu vai trò của hệ số công suất trong mạch điện . Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp . II- CHUẨN BỊ Học sinh : Ôn lại các công thức mạch RLC nối tiếp III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY 1. Ổn định lớp Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. 2. Kiểm tra bài cũ : Phaùt bieåu ñònh luaät oâm cho ñoan maïch coù R , L C Baøi môùi HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN Đặt vấn đề : Tính công suất của dòng điện xoay chiều theo công thức nào? -Nhắc lại công thức của dòng điện không đổi ? -cos(a+b)=cosa.cosb-sina.sinb -Dựa vào giản đồ vétơ lập công thức tính ? -Tính ở bảng 15-1( C2 ) -Đoạn mạch nào có ? P ? - P bk=UI công suất biểu kiến(đơn vị V-A) Ýnghĩa nêu khả năng cung cấp điện năng cho mạch . - P = UI công suất tác dụng –công suất thự sự tiêu thụ trong mạch . -Đoạn mạch nào có P ? -GV nhấn mạnh : Tụ điện và cuộn dây thuần cảm không tiêu thụ điện năng . -Nếu cos ; P : xác định) để giảm P hp Ta phải làm cách nào? -Công suất điện không đổi: P= UI -p = 2UI= 2UI -p =UI UI p = - UI p= UI[ + j S P x O *Để giảm công suất hao phí P hp ( cos ; P : xác định) ta phải : -Giảm r tăng S tốn kém (không chọn) -Tăng U bằng máy tăng thế. (chọn ) I-CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1)Biểu thức của công suất : -Xét đoạn mạch điện xoay có dòng điện : Điện áp 2 đầu đoạn mạch : -Công suất tức thời : p = ui = p = 2UI=UI[ -Giá trị trung bình của công suất trong một chu kỳ T: P = Vì và trong một T -Nêu: P = : gọi là hệ số công suất 2) Điện năng tiêu thụ của mạch điện : W = P . t II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN 1) Biểu thức hệ số công suất : với P = UI = RI2 2) Các trường hợp đặt biệt : P max=UI : -đoạn mạch chỉ có R –đoạn mạch xảy ra cộng hưởng điện. P = 0 : -đoạn mạch chỉ có L ;đoạn mạch chỉ có C ; đoạn mạch có Lvà C ( R = 0 ) (các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng ) 3) Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sửdụng điện năng : -Công suất tiêu thụ trung bình của các thiết bị điện nhà máy : P = Với >0 -Cường độ hiệu dụng : -Công suất hao phí trên đường dây tải điện : P 2 P hp = rI2 = -Nếu nhỏ thì P hp lớn phải bố trí sao cho lớn ( nhỏ ) dùng tụ C sao cho IV-CỦNG CỐ : -Bài 2 ( Trang 85 SGK ) chọn C -Bài 3 Chọn B -Bài 4 Chọn A Để có cộng hưởng thì : -Bài 5 Chọn A -Bài 6: ZL = ZC = 10 a) P = b) 5. DAËN DOØ : Veà nhaø hyoc baøi vaø laøm caùc baøi taäp saùch giaùo khoa vaø xem trö6ôùc baøi môùi baøi Ruùt kimh nghieäm : .. Tieát 27-28 04/11/2008 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều. - Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất. - Nêu được vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về mạch RLC nối tiếp. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. 2. Kiểm tra bài cũ: - Phát biểu định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều. - Phát biểu định nghĩa của hệ số công suất, nêu vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều. 3. Bài mới : HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN * Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 11,12 trang 80 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Gọi HS trình bày từng câu * Cho Hs đọc các câu trắc nghiệm 2,3,4,5 trang 85 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án. *Cho Hs trình bày từng câu * HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích Câu 11 trang 80: D Câu 12 trang 80: D Câu 2 trang 85: C Câu 3 trang 85: B Câu 4 trang 85: A Câu 5 trang 85A BT4/79 -Cho học sinh đọc đề. -Bài tóan cho những dữ kiện gì? -Tóm tắt bài tóan -Biểu thức cường độ i có dạng như thế nào? -Tổng trở được tính theo công thức nào? -Suy ra mhư thế nào? - Mà BT6/79 -Cho học sinh đọc đề. -Bài tóan cho những dữ kiện gì? -Tóm tắt bài tóan - BT7/80 -Cho học sinh đọc đề. -Bài tóan cho những dữ kiện gì? -Tóm tắt bài tóan -Biểu thức cường độ i có dạng như thế nào? Bài Tập thêm Bài 1 ( TNPT 2008) Cho mạch điện RLC nối tiếp .Dùng vôn kế nhiệt đo điện áp hiệu dụng ở 2 đầu đoạn mạch , 2 đầu tụ điện và 2 đầu cuộn dây thì số chỉ vôn kế tưong ứng là U ; UC UL .Biết U = UC = 2UL .Tính hệ số công suất của mạch? Bài 15-5 : (SBT ) Cho mạch điện xoay chiều gồm R,L,C nối tiếp .Biết điện áp 2 đầu mạch : Điện áp hiệu dụng UL = 30V ;UC = 60V a) Tính hệ số công suất mạch ? b) Biết công suất tiêu thụ trong mạch P = 20W .Xác định R,L,C ? Bài 15-6 : (SBT ) Cho mạch điện xoay chiều gồm R,L,C nối tiếp .Các điện áp ở hai đầu đoạn mạch : U = 120V ; 2 đầu cuộn dây Ud = 120V ;ở hai đầu tụ điện UC = 120V. Xác định hệ số công suất của mạch ? Tóm Tắt R = 20 C = (V) i =? -có dạng i = Tóm Tắt -Mạch R nối tiếp với L u = 80cos100t(V) R=40 UL=40V có dạng i = Suy ra UR = P = UIcos U2 = U2Ro +(UL +UC )2 ( 1) BT4/79 -Biểu thức cường độ i có dạng : i = -Dung kháng : =20 -Tổng trở Z = 28,3 - - Mà Vậy : BT5/79 -Tương tự nhưng ở đây khuyết C -Biểu thức i có dạng: BT6/79 -Mạch R nối tiếp với C -Ta có : =60V BT7/80 a. Xác định ZL I= b. Biểu thức i - Đọan mạch R, L thì i trễ pha so với umột góc Ta có : u = 80cos100t(V) Với Mà BT 8, 9, 10/80 (Giải tương tự) Giải : U2 = U2R +(UL-UC)2 = U2R +U2L = U2R + U2/4 Suy ra : Giải UR = = 40V = 0,8 b) P = UIcos I = 0,5A ; ZL = 60 ZC = 120 Giải U2 = U2Ro +(UL +UC )2 ( 1) U2 = U2R0 +U2L ( 2) từ đó suy ra : UL = UR = 60 (V ) ; IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được - Định luật Ôm đối với đoạn mạch R, L, C. - Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp. V.DẶN DÒ: - Về nhà giải lại bài tập vừa giải xong và xem trứơc bài mới - Về nhà làm thêm các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Tieát 29 11/11/2008 Bài 16: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất. - Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Thí nghiệm tìm các tính chất, hệ thức cơ bản của một máy biến áp (loại dùng cho HS). 2. Học sinh: Ôn lại về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới : HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN - Người ta sử dụng điện năng ở khắp mọi nơi, nhưng chỉ sản xuất điện năng trên quy mô lớn, ở một vài địa điểm. - Điện năng phải được tiêu thụ ngay khi sản xuất ra. Vì vậy luôn luôn có nhu cầu truyển tải điện năng với số lượng lớn, đi xa tới hàng trăm, hàng nghìn kilômet. - Công suất phát điện của nhà máy? - Gọi điện trở trên dây là R ® công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây? - Pphát hoàn toàn xác định ® muốn giảm Php ta phải làm gì? - Tại sao muốn giảm R, lại phải tăng S và tăng khối lượng đồng? ® Muốn giải quyết bài toán truyền tải điện năng đi xa ta cần phải làm gì? - HS ghi nhận nhu cầu của việc truyền tải điện năng đi xa. Pphát = UphátI - Giảm R (không thực tế) hoặc tăng Uphát (tăng Uphát 10 lần thì Php giảm 100 lần) có hiệu quả rõ rệt. - Vì - Lúc “đưa” điện năng lên đường dây truyền tải ® tăng điện áp. Tới nơi tiêu thụ ® giảm điện áp. I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa - Công suất phát từ nhà máy: Pphát = UphátI trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây. - Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: ® Muốn giảm Php ta phải giảm R (không thực tế) hoặc tăng Uphát (hiệu quả). - Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp. - Máy biến áp là thiết bị dùng để làm gì? - Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu cấu tạo của máy biến áp. - Bộ phận chính là một khung sắt non có pha silic gọi là lõi biến áp, cùng với hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm quấn trên hai cạnh đối diện của khung. - Cuộn D1 có N1 vòng được nối với nguồn phát điện ® cuộn sơ cấp. - Cuộn D2 có N2 vòng được nối ra cơ sở tiêu thụ điện năng ® cuộn thứ cấp. - Nguồn phát tạo ra điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp ® có hiện tượng gì ở trong mạch? - Do cấu tạo hầu như mọi đường sức từ do dòng sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn thứ cấp, nói cách khác từ thông qua mỗi vòng dây của hai cuộn là như nhau. ® Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp sẽ có biểu thức như thế nào? - Từ thông qua cuộn thứ cấp biến thiên tuần hoàn ® có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn thứ cấp? - Ở hai đầu cuộn thứ cấp có 1 điện áp biến thiên tuần hoàn với tần số góc w ® mạch thứ cấp kín ® I biến thiên tuần hoàn với tần số f. ® Tóm lại, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp là gì? - Biến đổi điện áp (xoay chiều). - HS đọc Sgk và nêu cấu tạo của máy biến áp. - Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch. - Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại. - Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. F1 = N1F0 F2 = N2F0 - Theo định luật cảm ứng điện từ, trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng. - Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. II. Máy biến áp - Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều). 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp * Cấu tạo: (Sgk) U1 U2 D2 D1 * Nguyên tắc hoạt động - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. - Gọi từ thông này là: F0 = Fmcoswt - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp: F1 = N1Fmcoswt F2 = N2Fmcoswt - Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e2: - Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. R K ~ A1 V1 V2 A2 - Giới thiệu máy biến áp và vẽ sơ đồ khảo sát. - Thí nghiệm 1, ta sẽ khảo sát xem trong chế độ không tải tiêu thụ điện năng trên máy biến áp như thế nào, và mối liên hệ giữa điện áp đặt vào và số vòng dây trên mỗi cuộn dựa vào các số liệu đo được trên các dụng cụ đo. - Nếu > 1 ® sẽ như thế nào? - Khi mạch thứ cấp ngắt (I2 = 0), khi ta thay đổi U1 ® I1 thay đổi như thế nào? - Thí nghiệm 1: Khoá K đóng (chế độ có tải). Trong thí nghiệm này ta sẽ khảo sát để xem giữa các giá trị I, U, N của các cuộn dây liên hệ với nhau như thế nào? - I2 không vượt quá một giá trị chuẩn để không quá nóng do toả nhiệt (thường không quá 55oC) ® máy biến áp làm việc bình thường. - Trong hệ thức bên chỉ là gần đúng với sai số dưới 10%. - Theo định nghĩa, hiệu suất của một máy biến áp là tỉ số (tính ra %): - Y/c HS nghiên cứu Sgk và trình bày sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm những nguyên nhân nào? - Với các máy khi làm việc bình thường (H > 98%), có thể viết: U2I2 = U1I1 ® công suất biểu kiến ở cuộn thứ cấp xấp xỉ bằng công suất biểu kiến ở cuộn sơ cấp. Đơn vị (V.A) - HS cùng tiến hành thực nghiệm và ghi nhận các kết quả. - HS ghi các kết quả từ thực nghiệm, xử lí số liệu và nêu các nhận xét. > 1 ® U2 > U1: điện áp lấy ra lớn hơn điện áp đưa vào. - I1 rất nhỏ (I1 » 0) ® chứng tỏ máy biến áp hầu như không tiêu thụ điện năng. - Khi I2 ¹ 0 thì I1 tự động tăng lên theo I2. - HS ghi nhận định nghĩa. - HS trình bày các nguyên nhân. 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp a. Thí ghiệm 1: Khoá K ngắt (chế độ không tải) I2 = 0. - Hai tỉ số và luôn bằng nhau: - Nếu > 1: máy tăng áp. - Nếu < 1: máy hạ áp. - Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng. b. Thí ghiệm 2: Khoá K đóng (chế độ có tải). - Khi I2 ¹ 0 thì I1 tự động tăng lên theo I2. - Kết luận: (Sgk) 3. Hiệu suất của máy biến áp - Định nghĩa: (Sgk) - Sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm có: + Nhiệt lượng Jun trong các cuộn dây. + Nhiệt lượng Jun sinh ra bởi dòng điện Fu-cô. + Toả nhiệt do hiện tượng từ trễ. - Y/c HS nêu các ứng dụng của máy biến áp. - HS nghiên cứu Sgk và những hiểu biết của mình để nêu các ứng dụng. III. Ứng dụng của máy biến áp 1. Truyền tải điện năng. 2. Nấu chảy kim loại, hàn điện. IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất. - Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp. V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Tieát 30 14/11/2008 Bài 17 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. 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 1. Ổn định lớp: Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. 2. Kiểm tra bài cũ: -Viết biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện. - Phát biểu định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. 3. Bài mới 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? + Các cuộn nam châm điện của phần cảm (ro to): + Các cuộn dây của phần ứng (stato): B2 B1 B3 N S S - 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. - 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 17.4 và 17.5 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. A2 A3 A1 B1 B3 B2 A2 A1 A3 B1 - 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. Máy phát điện xoay chiều 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. IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha, máy phát điện 3 pha. - Những ưu việt của hệ ba pha V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Tieát 31 17/11/2008 Bài 18: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Trình bày được khái niệm từ trường quay. - Trình bày được cách tạo ra từ trường quay. - Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một động cơ không đồng bô ba pha đã tháo ra để chỉ cho HS nhình thấy được các bộ phận chính của động cơ. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về động cơ điện ở lớp 9. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: Lớp 12C3 SS:HD: .. vắng . Tên:.. Lớp 12C6 SS:HD: .. vắng . Tên:.. 2. Kiểm tra bài cũ: -Mô tả sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha? - Những ưu việt của hệ ba pha 3. Bài mới Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Động cơ điện là thiết bị dùng để biến đổi từ dạng năng lượng nào sang dạng năng lượng nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều. - Khi nam châm quay đều, từ trường giữa hai cực của nam châm sẽ như thế nào? - Đặt trong từ trường đó một khung dây dẫn cứng có thể quay quanh trục D ® có hiện tượng gì xuất hiện ở khung dây dẫn? - Tốc độ góc của khung dây dẫn như thế nào với tốc độ góc của từ trường? - Từ điện năng sang cơ năng. - HS nghiên cứu Sgk và thảo luận. - Quay đều quanh trục D và ^ D ® từ trường quay. - Từ thông qua khung biến thiên ® i cảm ứng ® xuất hiện ngẫu lực từ làm cho khung quay theo chiều từ trường, chống lại sự biến thiên của từ trường. - Luôn luôn nhỏ hơn. Vì khung quay nhanh dần “đuổi theo” từ trường. Khi w ­ ® DF ¯ ® i và M ngẫu lực từ ¯. Khi Mtừ vừa đủ cân bằng với Mcản thì khung quay đều. I. Nguyên tắc họat động của động cơ không đồng bộ - Tạo ra từ trường quay. - Đặt trong từ trường quay một (hoặc nhiều) khung kín có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường. - Tốc độ góc của khung luôn luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường, nên động cơ hoạt động theo nguyên tắc này gọi là động cơ không đồng bộ. - Y/c HS nghiên cứu Sgk và nêu cấu tạo của động cơ không đồng bộ. - Rôto để tăng thêm hiệu quả, người ta ghép nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ, mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song (rôto lồng sóc) - Nếu cảm ứng từ do cuộn 1 tạo ra tại O có biểu thức: thì cảm ứng từ do hai cuộn còn lại tạo ra tại O có biểu thức như thế nào? - Cảm ứng từ tại O có độ lớn được xác định như thế nào? + Chọn hai trục toạ độ vuông góc Ox và Oy sao cho Ox nằm theo hướng . + Tổng hợp theo từng hướng Bx và By. + Dựa vào đẳng thức chứng tỏ là vectơ quay xung quanh O với tần số góc w. (1) (2) - HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trình bày hai bộ phận chính là rôto và stato. - Vì 3 cuộn đặt tại 3 vị trí trên một vòng tròn sao cho các trục của ba cuộn đồng quy tại tâm O và hợp nhau những góc 120o nên chúng lệch pha nhau 2p/3 rad. - HS chứng minh để tìm ra - HS chứng minh: II. Động cơ không đồng bộ ba pha 1.Cấu Tạo: - Gồm 2 bộ phận chính: 1. Rôto là khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường quay. 2. Stato là những ống dây có dòng điện xoay chiều tạo nên từ trường quay. - Sử dụng hệ dòng 3 pha để tạo nên từ trường quay. 2.Hoạt động : -Cho dòng 3 pha vào 3 cuộn dây từ trường tổng hợp do 3 cuộn dây tạo ra ở tâm O là từ trường quay . -Rôto quay theo với tốc độ góc < tốc độ quay của từ trường quay . -Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác . . IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Trình bày được khái niệm từ trường quay. - Cách tạo ra từ trường quay. - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Tieát 32 18/11/2008 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Vận dụng kiến thức: - Biểu thức của điện năng hao phí t