- Nhớ lại kiến thức trả lời: Dòng điện không đổi là dòng điện chỉ chạy theo một chiều và có cường độ không đổi theo thời gian.. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU §12?[r]
Trang 1Tiết theo PPCT: CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
§12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU
Ngày soạn:
Lớp 12C:
I MỤC TIÊU
- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều
- Viết được biểu thức của cường độ dòng điện và điện áp tức thời
- Biết được nguyên tắc tạo ra 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 cường độ dòng điện hiệu dụng I, hđt hiệu dụng U
- Giải được một số bài tập có liên quan về dòng điện xoay chiều
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
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
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay chiều
- Đặt vấn đề: Trong chương trình
Vật lý 11 chúng ta đã nghiên cứu
dòng điện một chiều không đổi
Vậy, dòng điện xoay chiều có
những đặc trưng, những tính chất cơ
bản và những ứng dụng ntn? Dòng
điện xoay chiều khác với dòng điện
một chiều ra sao? Những câu hỏi đó
sẽ được trả lời ở bài 12
- Yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa
dòng điện một chiều không đổi?
- Xác nhận câu trả lời đúng Đưa ra
định nghĩa dòng điện xoay chiều
- Giới thiệu các đại lượng trong biểu
thức i
- Nhớ lại kiến thức trả lời: Dòng điện không đổi là dòng điện chỉ chạy theo một chiều và có cường
độ không đổi theo thời gian
- HS ghi nhận định nghĩa dòng điện xoay chiều và biểu thức i
CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
§12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I Khái niệm về dòng điện xoay chiều
Là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát:
i = I0cos(t + ) i: giá trị của cđdđ tại thời điểm t,
(cường độ tức thời).
I0 > 0: giá trị cực đại (cường độ cực đại)
> 0: tần số góc (rad/s)
2
2 f
T
f: tần số (Hz), T: chu kì (s) (t + ): pha của i (rad)
Trang 2Yêu cầu HS thực hiện C2?
- Xác nhận kết quả đúng
- Thực hiện C2:
a 5 os(100 )( )
4
i c t A
I0 = 5A, 100 ( rad s/ ) 2
0,02( )
T
4 rad
c 5 2 os(100 )
5 2 os(100 )( )
I0 = 5 2A, 100 ( rad s/ ) 2
0,02( )
T
(rad)
: pha ban đầu (rad)
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình
tròn, khép kín, quay quanh trục cố
định đồng phẳng với cuộn dây đặt
trong từ trường đều B có phương
với trục quay
- Biểu thức từ thông qua diện tích S
đặt trong từ trường đều?
- Nhận xét gì về suất điện động cảm
ứng xuất hiện trong cuộn dây?
- Nhận xét gì về về cường độ dòng
điện xuất hiện trong cuộn dây?
- HS theo sự dẫn dắt của GV để tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Trả lời: = NBScos với ( , )B n
- Suất điện động cảm ứng biến theo theo thời gian
- Cường độ dòng điện biến thiên điều hoà trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều
II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt
trong từ trường đều B có phương với trục quay
- Giả sử lúc t = 0, = 0
- Lúc t > 0 = t, từ thông qua cuộn dây: = NBScos =
NBScost
Vì biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện sđđ cảm ứng:
d
- Nếu cuộn dây kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi:
Trang 3 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay
chiều là gì?
- Thực tế ở các máy phát điện người
ta để cuộn dây đứng yên và cho nam
châm (nam châm điện) quay trước
cuộn dây đó Ở nước ta f = 50Hz
- Dùng máy phát điện xoay chiều, dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
NBS
R
Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều với tần số góc và cường độ cực đại:I0 NBS
R
Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu về giá trị hiện dụng
- Thông báo: Thí nghiệm chứng tỏ
dòng điện xoay chiều cũng có hiệu
ứng toả nhiệt Jun-Len-xơ như dòng
điện một chiều Khi cho dòng điện
xoay chiều i = I0cos(t + ) chạy
qua điện trở R thì công suất tức thời
tiêu thụ trong R được tính ntn?
- Thông báo Giá trị trung bình của p
trong một chu kì là công suất trung
bình
- Thông báo 0
2
I
I là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay
chiều (cường độ hiệu dụng)
- Có thể định nghĩa cường độ hiệu
dụng I ntn?
- Thông báo: Đối với dòng điện
xoay chiều, các đại lượng như hiệu
điện thế, suất điện động … cũng là
hàm số sin hay cosin của thời gian,
với các đại lượng này: giá trị hiệu
dụng = giá trị cực đại / 2
- Nêu chú ý: các số liệu ghi trên các
thiết bị điện đều là các giá trị hiệu
dụng; các thiết bị đo đối với mạch
điện xoay chiều đo giá trị hiệu dụng
- Trả lời:
p = Ri2 = R.I20.cos2(t + )
- Phát biểu định nghĩa cường độ hiệu dụng
III Giá trị hiệu dụng
1 Cường độ hiệu dụng I Cho dòng điện xoay chiều:
i = I0cos(t + ) chạy qua điện trở R
Công suất tức thời tiêu thụ trong R: p = Ri2 = R.I20.cos2(t + )
Giá trị trung bình của p trong một chu kì là công suất trung bình:
P = p RI 02cos2t
P = 1 02
2
Đặt: 0
2
I I
P = R.I2 I: là giá trị hiệu dụng của cường độ
dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng).
I0: cường độ cực đại
Định nghĩa: (SGK)
2 Hiệu điện thế, suất điện động hiệu dụng
0 2
U U
;
0 2
E E
3 Chú ý
- Số liệu ghi trên các thiết bị điện
Trang 4đều là các giá trị hiệu dụng.
- Các thiết bị đo đối với mạch điện xoay chiều đo giá trị hiệu dụng
Hoạt động 4 (2 phút): Tổng kết tiết học – Giao nhiệm vụ về nhà cho HS
- Nêu các kiến thức trọng tâm của bài
- Giao nhiệm vụ về nhà cho HS:
+ Làm bài tập 3- 10 – tr66 – SGK
+ Xem lại nội dung định luật Ôm đối
với đoạn mạch chứa R
- Thực hiện