Bài 23:Mạch điện xoay chiều ba pha

[r]

C hơng 5 Mạch điện xoay chiều ba pha

Bài 23 Mạch điện xoay chiều ba pha

(2 tiết)

A/ Mục tiêu bài học

1.Kiến thức:

Qua bài giảng,HS phải:

- Hiểu đợc nguồn điện ba pha và các đại lợng đặc trng của nguồn điện ba pha

- Hiểu đợc sơ đồ nguồn điện và tải đấu hình sao và hình tam giác

- Hiểu đợc các quan hệ giữa đại lợng dây và đại lợng pha

2.Kỹ năng:

Vẽ đợc sơ đồ nối nguồn điện và tải thành hình sao,hình tam giác.Giải thích đợc các

đại lợng dây,pha trên sơ đồ

3.Thái độ:

Qua bài học,HS có ý thức tìm hiểu mạch điện xoay chiều ba pha trong thực tế và liên hệ với bài học

B/ Chuẩn bị cho bài giảng

1.Chuẩn bị nội dung:

- Nghiên cứu bài 23 SGK

- Nghiên cứu SGK Vật lý lớp 12 liên quan đến bài học

2.Chuẩn bị đồ dùng dạy học:

- Tranh vẽ Máy phát điện xoay chiều ba pha và sơ đồ hình 23-1,hình 23.2,hình 23.3 SGK

- Mô hình Máy phát điện xoay chiều ba pha,động cơ điện xoay chiều ba pha

C/ Tiến trình dạy và học

I.Cấu trúc và phân bố bài giảng:

Bài giảng đợc phân bố trong 2 tiết gồm các nội dung sau:

*Tiết1: Gồm 2 nội dung:

+ Khái niệm về mạch điện xoay chiều ba pha

+ Cách nối nguồn điện và tải ba pha

*Tiết 2: Gồm 2 nội dung:

+ Sơ đồ mạch điện ba pha

+ Ưu điểm của mạch điện ba pha 4 dây

*Trọng tâm của bài:

Cách nối tải ba pha,u điểm của mạch điện ba pha 4 dây

II.Các hoạt động dạy học:

Tiết1

Khái niệm về mạch điện xoay chiều ba pha

Cách nối nguồn điện và tải ba pha

1/ổn định lớp: (1phút)

2/Kiểm tra bài cũ: (7phút)

Câu hỏi: Em hãy nêu khái niệm về hệ thống điện quốc gia? Tại sao trên sơ đồ hệ

thống điện lại đặt ở đầu đờng dây trạm tăng áp,ở cuối đờng dây trạm hạ áp?

3/Đặt vấn đề vào bài mới: (1phút)

Ngày nay dòng điện xoay chiều ba pha đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản

xuất.Vậy mạch điện ba pha là mạch điện nh thế nào?Cách nối các nguồn ba pha và tải ba pha ra sao?Các quan hệ đại lợng dây pha thế nào … Chúng ta hãy nghiên cứu Chúng ta hãy nghiên cứu bài 23.

4/Nội dung bài giảng:

*Hoạt động 1 : (23phút) Tìm hiểu mạch điện xoay chiều ba pha

e A e B e C

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung bài học

- GV giới thiệu các thành phần của mạch điện

xoay chiều ba pha: (Nguồn điện ba pha và tải

ba pha)

- GV dùng sơ đồ hình 23-1 để giới thiệu về

máy phát điện ba pha

Câu hỏi; Em có nhận xét gì về các cuộn dây

AX,BY,CZ ?

- GV dùng sơ đồ hình 23-2 v hỡnh 23-3 đểà hỡnh 23-3 để

minh hoạ sự lệch pha giữa các pha,đồng thời

đa ra biểu thức sđđ của các cuộn dây

e B = E m sinωt ; eωt ; et ; e C = E m sinωt ; e( ωt ; et - 2 π

3 ) ; eA= Emsinωt ; e(ωt ; et -

4 π

I/Khái niệm về mạch điện xoay chiều ba pha.

1.Nguồn điện ba pha.

-MPĐ ba pha gồm 3 dây quấn AX,BY,CZ.Mỗi dây quấn là một pha (Dây quấn pha A ký hiệu là AX,pha

B là BY và pha C là CZ).Các dây quấn này đặt lệch nhau một góc 1200

trong không gian

- Khi quay nam châm điện với tốc độ không đổi,trong dây quấn mỗi pha xuất hiện sđđ xoay chiều một pha.Các sđđ này bằng nhau về biên

độ,tần số nhng lệch pha nhau một góc 1200 hay về thời gian là 1/3 chu kỳ

2.Tải ba pha

Tải ba pha thờng là các động cơ

điện ba pha,các lò điện ba pha… Tổng trở của các pha A,B,C của tải là

ZA,ZB,ZC

*Hoạt động 2 : (10phút) Tìm hiểu cách nối nguồn điện và tải ba pha

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung bài học

- GV yêu cầu HS quan sát hình 23-4 SGK

và đặt câu hỏi: Trên hình 23-4 ta thấy

mỗi pha của MPĐ nối riêng rẽ với tải,ta

có mạch điện ba pha không liên hệ

nhau,cách nối dây này trong thực tế ít

dùng.Em hãy giải thích vì sao?

- HS suy nghĩ trả lời,Sau đó GV nhận xét

và kết luận

- GVdiễn giảng: Thông thờng,ngời ta nối

ba pha của nguồn điện,ba pha của tải

thành hình sao hoặc tam giác

- GV dùng sơ đồ hình 23-5 a,b,c giải

thích cho HS về cách nối sao và tam giác

- GV yêu cầu HS phát biểu về cách nối

nguồn và tải ba pha hình sao và hình tam

giác

- GV vẽ sơ đồ nối tải ba pha hình sao và

hình tam giác lên bảng và yêu cầu HS vẽ

vào vở

II/Cách nối nguồn điện và tải ba pha.

1.Cách nối nguồn điện ba pha.

a/Nối hình sao.

Nối nguồn ba pha hình sao là chập ba

điểm cuối của ba pha(X,Y,Z) thành điểm

O gọi là điểm trung hòa.Các điểm A,B,C nối với dây dẫn điện thế nơi tiêu thụ (Các dây đó gọi là các dây pha hay dây nóng).Dây nối từ điểm trung hòa đến

điểm trung hòa của tải gọi là dây trung hòa hay dây lạnh

( Sơ đồ hình 23-5a là nối hình sao.Sơ đồ hình 23-5b là nối hình sao có dây trung hòa)

b/Nối hình tam giác.

Nối nguồn hình tam giác là nối điểm

đầu của pha này với điểm cuối của pha kia(BX,CY,AZ)

Nh vậy,khi nối hình tam giác chỉ có ba dây pha,không có dây trung hòa

(Sơ đồ hình 23-5c là sơ đồ nối nguồn hình tam giác)

2.Cách nối tải ba pha.

Tơng tự nh nối nguồn ba pha

e

t

T

o

+E m

-E m

e B e C e A

o

*Hoạt động 3 : (3phút) Tổng kết tiết học

- GVtổng hợp tiết học theo đề mục và nhấn mạnh đặc điểm của cách nối sao và tam giác

- Yêu cầu HS ôn lại đại lợng dây,đại lợng pha và quan hệ giữa chúng ở SGK Vật lý lớp 12 để chuẩn bị kiến thức cho tiết 2 của bài học

Tiết2

Sơ đồ mạch điện ba pha

Ưu điểm của mạch điện ba pha 4 dây.

1/ổn định lớp: (1phút)

2/Kiểm tra bài cũ: (7phút)

Câu hỏi: 1/Trình bày khái niệm về mạch điện xoay chiều ba pha?

2/Vẽ sơ đồ nối nguồn ba pha và tải ba pha hình sao?

Cho biết dây trung hòa và dây pha trên sơ đồ?

3/Đặt vấn đề vào bài mới: (1phút)

ở tiết học trớc chúng ta đã biết cách nối nguồn ba pha và tải ba pha thành hình sao

và hình tam giác.Nh vậy ta có thể nối nguồn hình sao,tải hình saohoặc nguồn hình sao,tải hình tam giác … Chúng ta hãy nghiên cứu có đ ợc không?Các đại lợng liên quan và u nhợc điểm của mạch ba pha bốn dây nh thế nào,chúng ta hãy nghiên cứu trong tiết học này.

4/Nội dung bài giảng:

*Hoạt động 1 : (8 phút) Tìm hiểu các sơ đồ mạch điện ba pha

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung bài học

- GV hớng dẫn và yêu cầu HS vẽ các sơ

đồ thờng gặp:

+Nguồn điện nối sao,tải nối sao

+Nguồn điện nối sao có dây trung hòa

+Nguồn điện nối sao,tải nối tam giác

- GV yêu cầu HS chỉ ra trên hình vẽ:Dây

pha,dây trung hòa,điện áp pha,điện áp

dây,dòng điện pha,dòng điện dây và dòng

điện trong dây trung hòa

- GV yêu cầu HS trả lời nguồn điện và

các tải ở sơ đồ hình 23-10 đợc nối hình

gì?

(+Nguồn điện nối sao có dây trung hòa.

+Tải số 1 nối sao.

+Tải số 2 nối tam giác.

+Tải số 3 nối sao có dây trung hòa.)

III/Sơ đồ mạch điện ba pha.

1.Sơ đồ mạch điện ba pha.

a/Nguồn điện nối sao,tải nối sao.

(Sơ đồ hình23-7)

b/Nguồn điện và tải nối sao có dây trung hòa.

Mạch điện này còn gọi là mạch điện ba pha bốn dây(ba dây pha và một dây trung hòa)

(Sơ đồ hình23-8)

c/Nguồn điện nối sao,tải nối tam giác.

(Sơ đồ hình23-9)

*Hoạt động 2 : ( 12phút) ứng dụng các quan hệ đại lợng dây và đại lợng

pha để giải thích mạch điện ba pha.

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung bài học

- GV yêu cầu HS nêu định nghĩa đại lợng 2.Các quan hệ đại lợng dây và đại lợng

dây,đại lợng pha và các quan hệ giữa

chúng

- HS suy nghĩ trả lời

- GV củng cố và kết luận

- GV hớng dẫn HS giải bài tập ở ví dụ 1

- GV từ đó dặt câu hỏi và yêu cầu HS trả

lời

Em hãy giải thích vì sao nguồn điện

trong thực tế thờng đợc nối hình sao?

- GV yêu cầu HS làm ví dụ 2-SGK

pha.

a/Khi nối hình sao:

Id = IP ; Ud = √3UP

b/Khi nối hình tam giác:

Id = √3IP ; Ud = UP

Trong đó:

+IP là dòng điện pha (tức là dòng điện chạy trong mỗi pha)

+Id là dòng điện dây (tức là dòng điện chạy trong dây pha)

+UP là điện áp pha (tức là điện áp giữa dây pha và dây trung hòa)

+Ud là điện áp dây(tức là điện áp giữa hai dây pha)

Ví dụ1:Một MPĐ ba pha cóđiện áp mỗi

dây quấn pha là 220V

+Nếu nối hình sao thì ta có hai trị số điện

áp:

UP = 220V

Ud = √3UP = 380V +Nếu nối hình tam giác thì ta chỉ có một trị số điện áp:

Ud = UP = 220V

Ví dụ2: (SGK)

*Hoạt động 3:(10 phút) Tìm hiểu về u điểm mạch điện ba pha bốn

dây.

Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung bài học

- GV căn cứ vào ví dụ ở mục trên để đa ra

u điểm của mạch điện ba pha bốn dây

bằng các câu hỏi

GV đặt câu hỏi:

+Trong gia đình chúng ta hiện nay thờng

sử dụng điện áp 220V.Đó là điện áp gì?

+Theo em tải ba pha nh thế nào là đối

xứng?Trong thực tế,các tải này có đối

xứng không?Dây trung hòa có tác dụng

gì?

- HS suy nghĩ trả lời

- GV nhấn mạnh hai u điểm trong SGK

- GV dựa vào hình 23-11 SGK để minh

họa hai đặc điểm trên bằng cách đặt các

câu hỏi:

+Quan sát sơ đồ em hãy cho biết các

tảI đợc đấu hình gì?

+Nếu điện áp dây của nguồn U d =380V

thì điện áp pha đặt lên đèn bằng bao

nhiêu?

+Tại sao khi tắt các đèn pha C(lúc này

tải trở thành không đối xứng),hầu nh các

đèn pha B và pha A vẫn sáng bình thờng?

IV/Ưu điểm của mạch điện ba pha bốn dây.

Mạch điện ba pha bốn dây đợc sử dụng trong mạng điện sinh hoạt,nhờ có dây trung tính nên có các u điểm sau:

1/Tạo ra hai trị số điện áp khác

nhau:điện áp dây và điện áp pha,vì thế rất thuận tiện cho việc sử dụng đồ dùng

điện.

2/Các tải điện sinh hoạt thờng không đối xứng(tổng trở các pha khác nhau khi tải các pha thay đổi).Tuy nhiên, do sử dụng mạng ba pha bốn dây,nhờ có dây trung tính nên điện áp pha trên các tải hầu nh vẫn giữ đợc bình thờng,không vợt quá

điện áp định mức của đồ dùng điện.

*Hoạt động 4 : ( 6 phút) Tổng kết và đánh giá

- GV tổng kết và đánh giá cả hai tiết bài 23-SGK,trong đó nhấn mạnh các yêu cầu nh mục tiêu đã đề ra

- GV gợi ý và hớng dẫn HS trả lời câu hỏi và làm bài tập của bài 23-SGK

- GV yêu cầu HS chuẩn bị bài 24-SGK

              Hết              