Giáo án chương III

- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở.. Kiến thức: - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở..

Trang 1

Tuần 11- Tiết 21 Soạn ngày 9-9-2010

CHÖÔNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U

2 Kĩ năng: Giải được một số bài toán cơ bản về dòng điện xoay chiều.

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều (nếu có)

2 Học sinh: Ôn lại:

- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun

- Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

ấy, với dòng điện xoay chiều điện thế được gọi là điện áp

Hoạt động 1:Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

xoay chiều

- Giả sử lúc t = 0: nr↑↑ ⇒Bα = 0r

- Lúc t > 0 : α = ωt

⇒ Φ = NBScosα = NBScosωt Theo định luật Fa-ra-dây:

e = -dΦ = NBSωsinωt

dt

e = Eo sinωt với Eo = ωNBS

Cường độ dòng điện cảm ứngkhi cuộn dây chỉ có R :

E0

i = sinωt

R hay i = Iosinωt

Hoạt động 2: Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay

- Nêu định nghĩa dòng điện xoay

Là dòng điện có cường độ biến

thiên tuần hoàn với thời gian

0

i = I cos(ωt + φ)

∆ω

α

Trang 2

- Hướng dẫn ý nghĩa các đại

lượng trong biểu thức

- Trả lời câu hỏi C2 (c)

- Ghi nhận

- Thảo luận nhóm đôi:

5 2(A) ; 100πrad / s

f = 50Hz ; ±π

2.Ý nghĩa các đại lượng:

+ i : cường độ dòng điện tức thời + Io >0 : c.độ cực đại ( biên độ)+ω >0: tần số góc

+ T =2π

ω là chu kỳ

+f = ω2π là tần số của i+(ωt + φ) là pha của i và φ là phaban đầu

Hoạt động 3: Tìm hiểu các giá trị hiệu dụng

- Dòng điện một chiều khi chạy

qua dây dẫn có tác dụng đặc

trưng gì?

- Khi cho dòng điện xoay chiều

qua dây dẫn thì dây cũng nóng

lên, chứng tỏ có một nhiệt lượng

tỏa ra trong dây dẫn nhiệt lượng

này chính là điện năng tiêu thụ

III Giá trị hiệu dụng Cường độ dòng điện hiệu dụng:

Io

I =2

1.Định nghĩa : Cường độ hiệudụng của dòng điện xoay chiều

……… bởi dòng điệnxoay chiều nói trên

2 Giá trị hiệu dụng :

+ U = Uo

2 điện áp hiệu dụng + E = E

2

o

* Lưu ý:

Số liệu ghi trên các thiết bị điện

và các dụng cụ đo lường là các giátrị hiệu dụng

4 Củng cố:

Hãy xác định các giá trị: Cường độ hiệu dụng,

tần số, pha ban đầu phương trình sau:

i =2 cos ( 50πt +π/2)

+ I = I0/ 2= 2 A+ f = 25Hz

+ ϕ = +π/2 rad

5 Dặn dò

- Làm bài tập 3,4,5,6,7,8,9,10

Trả lời câu hỏi: Tụ điện là gì: Viết công thức của tụ

điện và suất điện động tự cảm

- Nhận xét cuối tiết học

- Ghi nhớ và chuẩn bị

- Lắng nghe và tự rút kinh nghiệm

IV RÚT KINH NGHIỆM

Giá trị hiệu dụng

Giá trị cực đại

=

Sđđ hiệu dụng

Trang 3

-

Bài 12: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (2 Tiết)

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

- Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

2 Kĩ năng:

- Giải được bài tập sách giáo khoa và giải thích được một số hiện tượng liên quan đến mạch điện

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

Một số dụng cụ thí nghiệm ampe kế, vôn kế, một số điện trở, tụ điện, cuộn cảm để minh hoạ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về tụ điện và suất điện động tự cảm

1 Ổn định lớp:

2.Kiểm tra bài cũ:

Định nghĩa dòng điện xoay chiều và nêu ý nghĩa

các đại lượng trong biểu thức i = I cos(ωt + φ)0 0

Trình bày giá trị hiệu dụng của dđ xoay chiều

Trả lời: Mục II.1.2 và III

3.Đặt vấn đề:

GV: Trong một thiết bị điện có chứa rất nhiều liên kiện điện tử, liên kiện đó cơ bản gồm những linhkiện nào?

HS: Tụ điện, điện trở, cuộn cảm …

Nếu mạch chỉ chứa điện trở, tụ điện, cuộn cảm thì trong mạch có những đặc điểm gì, công thức địnhluật ôm được xác định như thế nào?

Hoạt động: Tìm hiểu về độ lệch pha giữa u và i

- Giáo viên thuyết trình và giới

thiệu nội dung cho học sinh

+Nếu ϕ > ⇒0 u sớm pha hơn i

+Nếu ϕ < ⇒0 u trễ pha hơn i

+Nếu ϕ = ⇒0 u và i cùng pha

Trang 4

Hoạt động 2 : Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có R

- Trước khi tìm hiểu mục I, giáo

viên thuyết trình nhanh phần đầu

tiên của bài

- Trong biểu thức điện áp:

u;U;Uo được gọi là gì?

1 Định luật Ohm đối với mạch

điện xoay chiều: Sgk

2 u và i cùng pha

Hoạt động 3: Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện C

- Theo dõi và ghi nhận

II.Mạch điện xoay chiều chỉ có

tụ điện C 1.Thí nghiệm :

- Nguồn điện một chiều : I = 0

- Nguồn điện xoay chiều : I ≠0 Kết luận : Dòng xc có thể tồn tạitrong mạch điện có chứa tụ điện 2.Khảo sát mạch điện xoay chiềuchỉ có tụ :

Đặt vào hai đầu bản tụ điện mộthiệu điện thế xoay chiều

0

u = U cosωt =U 2cosωt (1)Thì trong mạch xuất hiện dòng điện tức thời:

R

~

u i

C

Trang 5

- Hãy phát biểu công thức định

luật ôm cho đoạn mạch

- Yêu cầu về trả lời C4

- Hãy so sánh pha dao động giữa

u và i ?

- HS thảo luận nhóm và cho

biết ý nghĩa của dung kháng ?

- Cá nhân hs phát biểu

- u và i cùng pha

- Cá nhân trả lời:

+ Cản trở dđxc+ C càng lớn thì dđ cản trở ít

* So sánh pha dao động của u và i

i sớm pha hơn u một góc

2

π

* Ý nghĩa của dung kháng :

- Dung kháng là đại lượng biểuhiện sự cản trở dđxc của tụ điện

- Nếu C càng lớn ⇒ Zc càng nhỏ ,dòng điện xc bị cản trở càng ít

- Nếu ω ( f ) càng lớn ⇒Zc càngnhỏ,dòng điện xc bị cản trở càng ít

- Hãy so sánh độ lệch pha giữa u và i đối với mạch

chỉ có cuộn cảm

- Lắng nghe và tự rút kinh nghiệm

Bài 12: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ( Tiết 2)

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều

- Viết được công thức tính dung kháng và cảm kháng

2 Kĩ năng:

- Giải được bài tập sách giáo khoa và giải thích được một số hiện tượng liên quan đến mạch điện

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

Một số dụng cụ ampe kế, vôn kế, một số điện trở, tụ điện, cuộn cảm để minh hoạ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về tụ điện và suất điện động tự cảm

Hãy trình bày độ lệch pha giữa u và i đối với

mạch chỉ có R, C và viết công thức định luật ôm

cho từng trường hợp, cho biết ý nghĩa của dung

- Mạch chỉ R: u và i cùng pha, mạch chỉ có C: u

Trang 6

- Trình bày mục II.2 ( ý nghĩa)3.Đặt vấn đề:

Hoạt động 1: Tìm hiểu mạch điện chỉ có cuộn cảm thuần L

- Khi có dòng điện cường độ i

chạy qua cuộn cảm (cuộn dây

dẫn nhiều vòng, ống dây hình

trụ thẳng dài, hoặc hình

xuyến…) → có hiện tượng gì

xảy ra trong ống dây?

- Trường hợp i là một dòng điện

xoay chiều thì Φ trong cuộn dây

biến thiên ntn?

- Xét ∆t vô cùng nhỏ (∆t → 0)

→ suất điện động tự cảm trong

cuộn cản trở thành đạo hàm của

i theo thời gian

- Hướng dấn tìm công thức điện

- Từ thông Φ biến thiên tuầnhoàn theo t

- Trở thành đạo hàm của itheo t

- Theo dõi và ghi nhận

- Thảo luận nhóm trả lời câuhỏi C5

- Dòng điện i trể pha so với umột góc π / 2

III Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

1 Hiện tượng tự cảm trong mạch

điện xoay chiều( sgk)

2 Khảo sát mạch điện xoaychiều chỉ có cuộn cảm thuần

Giả sử dòng điện chạy trong cuộndây có dạng:

- Khi L lớn và khi ω lớn ⇒ ZLlớn, dòng điện bị cản trở càngnhiều

- Điện trở R làm yếu dòng điện dohiệu ứng Jun còn cuộn cảm làmyếu dòng điện do định luật Len-xơ

về cảm ứng điện từ

Trang 7

Hoạt động 2: Áp dụng giải bài tập

- Yêu cầu hs ghi đề

- Yêu cầu hs thảo luận nhóm

thực hiện trong thời gian 4 phút

a Cảm kháng ZL ?

b Cường độ dòng điện hiệu dụng

GiảiCảm kháng của tụ:

Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học sinh

- Mạch chỉ có L: cho pt u = U 2cos(ωt), hãy

- Giải trước bài tập 3,4 trang 74 sgk để chuẩn bị

tiết sau giải bài tập

- Lắng nghe và rút kinh nghiệm

- -

Trang 8

-Tuần 12- Tiết 24 Soạn ngày 11-9-2010

- Tính được các giá trị hiệu dụng; công suất trung bình của dòng điện xoay chiều

- Viết được u và i, định luật Ôm cho các loại đoạn mạch xoay chiều

2 Kĩ năng:

- Giải được bài tập sách giáo khoa và một số bài tập tương tự

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Bảng nhóm

2 Học sinh: Giải trước bài tập ở nhà bài 3,4 trang 74

Câu hỏi: Cho biết mối quan hệ giữa u và i đối với

mạch chỉ có R, L, C và viết công thức định luật

ôm cho từng trường hợp

- i trễ pha hơn u một góc π / 2

L

U

I =Z

3.Nội dung bài tập

Hoạt động 1: Học sinh nhắc lại kiến thức cũ

- Nhắc lại ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức

cường độ dòng điện tức thời ?

- Nhắc lại công thức giá trị hiệu dụng:

- Học sinh trả lời cá nhân:

+ i : cường độ tức thời + Io > 0 : cường độ cực đại ( biên độ) +ω >0:tần số góc , +

2

f ωπ

= là tần số của i +α ω ϕ= t+ là pha của i và ϕ là pha ban đầu

Hoạt động 2: Giáo viên hướng dẫn bài tập

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Hãy xác định công thức tính

Nội dung bài tập:

Bài 3: trang 74

a Dung kháng:

Trang 9

- Cho biết mối quan hệ giữa u

và i đối với mạch chỉ có cuộn

Biểu thức dòng điện:

i = 5 2.cos(100πt + π / 2) (A)Bài 4: trang 74

Qua tiết bài tập học sinh lưu ý mối quan hệ

giữa u và i đối với các loại mạch chỉ R,L,C và

công thức tính các giá trị hiệu dụng, các giá trị

cực đại, công thức cảm kháng, dung kháng

Lưu ý và ghi nhớ

5 Dặn dò:

- Ôn trước giản đồ Frenen, một số hằng đẳng

thức đáng nhớ

Hàm Giang, ngày tháng năm 2010

Trang 10

-

-TTCM

Lê Phú Cường

Bài 14: 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 tính tổng trở và định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp

- Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

2 Kĩ năng: Vận dụng kiến thức giải được một số bài tập cơ bản về mạch R,L,C nối tiếp.

II CHUẨN BỊ

1.Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm gồm có dao động kí điện tử ( nếu có)

2 Học sinh: Ôn lại phép cộng vectơ và phương pháp giản đồ Fre-nen để tính tổng hai dao động

2.Kiểm tra bài cũ: không kiểm tra

3 Đặt vấn đề:

GV: Hãy phát biểu lại mối quan hệ giữa u và i đối với mạch điện chỉ có R,L,C

HS: Cá nhân hs phát biểu

GV: Đoa là mạch R,L,C riêng lẻ, trong thực tế các mạnh điện này được ghép lại thành mạch nối tiếp, vậy đối với mạch này có đặc điểm gì? Mối quan hệ giữa u và i được xác định ra sao?công thức định luật ôm được xác định như thế nào?

Hoạt động 1: Hướng dẫn HS phương pháp giản đồ Frenen

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

Trang 11

GV: Hãy nhắc lại định luật về

hiệu điện thế trong mạch điện

một chiều gồm nhiều điện trở

mắc nối tiếp?

GV: Tại một thời điểm xác định

Dđxc chại theo một chiều nào

đó nghĩa là tại thời điểm ấy

dòng điện là dòng điện một

chiều, vì thế ta có thể áp dụng

các định luật về dòng điện một

chiều cho các giá trị tức thời

GV: Gọi học sinh phát biểu

định luật và cho học sinh về tự

ghi SGK

các véctơ cho các đoạn mạch

chỉ có R , chỉ có L, chỉ có C?

(GV treo bảng phụ)

GV: các thông tin về tổng số

phải tính (giá trị hiệu dụng,độ

lệch pha) được hoàn toàn xác

định bằng các tính toán trên

giản đồ Frenen tương ứng

HS:U = U1+ U2 +…

HS: Phát biểu và ghinhận

I Phương pháp giản đồ Frenen

1 Định luật về điện áp tức thời

Trong mạch 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 đoạn mạch ấy.

u, i cùng pha UR = I.R

u chậm pha / 2

Hoạt động 2: Tìm hiểu mạch R,L,C mắc nối tiếp

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

GV: Đặt vào hai đầu mạch điện

một cường độ tức thời có dạng:

0cos

điện áp tức thời mạch chỉ R,L,C

GV: Điện áp tức thời giữa 2

đầu đoạn mạch được xác định

như thế nào?

GV: Vẽ sẳn giản đồ và xác định

công thức U2 theo giản đồ ,lập

công thức định luật ôm?

HS: Học sinh lên bảng ( 3HS)

HS: Được xác định bằng tổngcác điện áp tứ thời từng đoạn

Giả sử cho dòng điện trong đoạnmạch có biểu thức :

CR

Trang 12

GV: Nếu ϕ là độ lệch pha của i

đối với u thì tanϕ được tính ?

R

HS: Cường độ đạt giá trị cựcđại

cùng pha ( cộng hưởng điện )

Ghi chú: Nếu ϕ là độ lệch pha

của i đối với u thì: Z - ZC L

- Ôn trước giản đồ Frenen về mạch RLC mắc

Trang 13

-Tuần 13- Tiết 26 Soạn ngày 23-9-2010

Bài 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN

XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa và thiết lập công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạchđiện xc

- 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

2 Kĩ năng: Vận dụng và giải thích được ý nghĩa của hệ số công suất.

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị bảng phụ

2 Học sinh: Ôn lại các công thức về mạch RLC mắc nối tiếp

Câu 1: Phát biểu định luật ôm đối với mạch điện

xoay chiều RLC mắc nối tiếp, trả lời câu số 2

trang 79 sgk

Câu 2: Trình bày độ lệch pha giữa điện áp và

dòng điện, viết công thức tính tổng trở Z

Học sinh 1:

+ Phát biểu định luật nội dung sgk + Đáp án : 1e,2c,3a,4b,5d,6f

Học sinh 2: Trình bày muc II.2 ,

3 Đặt vấn đề: Trong mạch điện xoay chiều, điện áp tức thời, cường độ tức thời,… luôn biến thiêntheo thời gian t , Vậy tính toán công suất tiêu thụ trong mạch theo cách nào?

Hoạt động 1: Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều.

GV: Nhắc lại công thức tính

công suất tiêu thụ trong mạch

điện ko đổi ?

GV: Phần 1, giáo viên trình bày

bằng bảng phụ giới thiệu cho

HS theo dõi

Xét đoạn mạch xoay chiều hình

sin có điện áp và cường độ

Giá trị trung bình của công suất

điện tiêu thụ trong một chu kì T

P =

p = UI(cosϕ+cos(2ωt+ϕ))

Vì cosϕ = cosϕ còn

HS: P = U.IHS: Lưu ý đến công thức

2 1 + cos2a cos a =

Trang 14

công suất tiêu thụ trung bình

của mạch điện xoay chiều trong

một thời gian dài nếu điện áp

hiệu dụng U và cường độ hiệu

Hoạt động 2: Tìm hiểu về hệ số công suất

GV: Dựa vào giản đồ vec tơ

hãy xác định công thức tính hệ

số công suất ?

GV: Cho học sinh dựa vào bảng

15.1 trả lời câu hỏi C2

Giáo viên dùng p.pháp v.đáp

GV: Hãy xác định công thức

hao phí trên đường dây tải ?

GV: Để giảm hao phí cong suất

người ta dùng phương án nào?

GV:Theo qui định của nhà

nước thì hệ số công suất cosϕ

trong các cơ sở điện năng tối

thiểu phải bằng 0,85.Với cùng

một điện áp U và dụng cụ dùng

điện tiêu thụ một công suất P,

tăng hệ số công suất cosϕ để

giảm I từ đó giảm hao phí vì tỏa

nhiệt trên dây

Trang 15

4 Củng cố:

Giáo viên cho HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm

Hãy chọn câu đúng:

Hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều

gồm RLC mắc nối tiếp với ZL = ZC :

A Bằng 0 B Bằng 1

C Phụ thuộc R D Phụ thuộc ZC /ZL

Chọn câu : B ( khi xảy ra cộng hưởng thì cosϕ =1 )

5 Dặn dò:

- Về nhà giải bài tập trang 6,9,10 trang 79, 80

để chuẩn bị cho tiết sau giải bài tập

IV RÚT KINH NGHIỆM

- -

BÀI TẬP (2Tiết)

I MỤC TIÊU

- Tính được tổng trở của đoạn mạch RLC

- Viết được biểu thức của u theo i hoặc biểu thức của i theo u

- Vẽ được giãn đồ véc tơ, dựa vào giãn đồ véc tơ tính được U và ϕ

2 Kĩ năng:

Giải được bài tập sách giáo khoa và một số bài tập tương tự

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Bảng phụ , bảng nhóm

2 Học sinh: Giải trước bài tập ở nhà bài 6,9,10 trang 79 và 80

Giáo viên gọi một HS lên trả lời câu hỏi

Câu hỏi : Trình bày công thức hệ số công suất và

các trường hợp đặc biệt của hệ số công suất

+ ϕ =0⇒cosϕ= ⇒1 P max= UI đoạn mạch chỉ

có R (đoạn mạch xảy ra cộng hưởng điện)

Trang 16

3 Nội dung bài tập

Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cũ

Câu hỏi: Gọi học sinh nhắc lại công thức tính

cảm kháng, dung kháng, tổng trở, Điều kiện để

có cộng hưởng điện ? ( Cho HS lên bảng ghi

Hoạt động 2: Giải các câu hỏi trắc nghiệm

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

Học sinh viết biểu thức của i

Viết biểu thức của i

Câu 11 trang 80: DCâu 12 trang 80: D

Hoạt động 3: Giải các bài tập tự luận.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

Giáo viên cho HS hợp nhóm

giải câu 9.a trong thời gian

10’

GV: Yêu cầu học sinh tính ZC

GV:Yêu cầu học sinh tính ZL

GV: Yêu cầu học sinh tính Z

C

ω

HS:Tính ZL = ωLHS:Tính Z = R2 +(Z L −Z C)2

ω 40(Ω)

ZL = ωL = 100π π

1,0

= 10(Ω)

L C

R + (Z - Z ) = 402 +(10−40)2 = 50(Ω)

40

10−

=

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,85 MB