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.. Kĩ năng: vận dụng những kiến thức trên để giải m[r]
Trang 1MÁY 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: vận dụng những kiến thức trên để giải một số bài tập sgk và tương tự.
3 Thái độ: vui vẻ, học sinh yêu thích môn học…
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 2 ( phút): Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha
- 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):
- 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 = e0 2cost thì
hai suất điện động xoay chiều còn lại
có biểu thức như thế nào?
- HS nghiên cứu từ mô hình
và Sgk về trả lời
- 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 (2/3 rad) nên:
cos
2
3
e e t
cos
4
3
e e t
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:
f np trong đó: n (vòng/s)
p: số cặp cực
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 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
* Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
- 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
cos
cos
2
3
e e t
cos
4
3
e e t
- Cấu tạo: (Sgk)
B2
N
Ngày soạn: 05/11/2012
Tiết số: 30 Tuần: 16
Trang 2Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hệ 3 pha
- Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình
để tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện
xoay chiều 3 pha
- 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 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
- 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 = 3Upha
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 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
- 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
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: Vận dụng được kiến thức của bài đễ giải các bài tập trong sgk và bài tập tương tự…
N S
~
1
2 3 0
Ngày soạn: 05/11/2012
Tiết số: 31 Tuần: 17
Trang 33 Thái độ: Vui thích môn học vật lí….
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
Hoạt động 1 Kiểm tra bài cũ.
Nêu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha? Viết công thức tính tần số của dòng điện do máy phát ra? Giải thích các đại lượng? đơn vị
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều
- 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
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 và B
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
i và M ngẫu lực từ
Khi Mtừ vừa đủ cân bằng với Mcản thì khung quay đều
I Nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều
- 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
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về cấu tạo cơ bản của 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: B1B mcostthì 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
- 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 2/3 rad
- HS chứng minh để tìm ra
3
B B
- HS chứng minh:
cos
3 2
B B t
3 2
B B sin t
II Cấu tạo cơ bản của động cơ không đồng bộ
- 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 + Cảm ứng từ do ba cuộn dây tạo ra tại O:
cos
B B t
cos(
3
m
B B t
cos(
3
m
B B t
+ Cảm ứng từ tổng hợp tại O: BB1B2B3
Trang 4
B .
+ Tổng hợp theo từng hướng Bx và
By
+ Dựa vào đẳng thức
2
2
B B B
chứng tỏ B là
vectơ quay xung quanh O với tần số
góc
Có độ lớn
3
B B
và có đầu mút quay xung quanh
O với tốc độ góc
Hoạt động 5 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
- 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
BÀI TẬP I- MỤC TIÊU 1 kiến thức: Ôn tập, củng cố kiến thức về mạch điện xoay chiều và động cơ không đồng bộ 2 Kĩ năng: Vận dụng các kiến thức trên để giải bài tập trong sgk và các bài tập tương tự
3 Thái độ: Trung thực, tập trung giải bài tập II- CHUẨN BỊ: 1 Giáo viên: Bài giải các bài tập, các bài tập trong giấy trong, máy chiue61 OverHez,… 2 Học sinh: Bài giải các bài tập trong sgk, nháp, máy tính,
III- CÁC BƯỚC LÊN LỚP: 1 Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục,
2 Kiểm tra bài cũ:
Nêu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xc một pha? Viết công thức tính tần số của d đ (sd đ) do máy phát ra? Giải thích các kí hiệu ?
Nguyên tắc h đ của máy phát điện xc ba pha? Các cách mắc mạch ba pha?Các công thức trong mỗi cách mắc? giải thích các kí hiệu
3 Giảng bài mới:
HS đọc, tóm tắt và đổi đơn vị?
n= 300 ( vòng/ phút)
20 cặp cực Nam châm
=> p=20
2 =10 (cặp cực)
Tốc độ quay của Rôto (vòng/ s)?
* GV đặt vấn đề: Tính tần số của dòng điện (s đ đ)
do máy phát ra?
HS đọc, tóm tắt và đổi đơn vị?
P = 4 cặp cực
Bài tập 1/94 sgk:
Ta có: Số vòng quay của Rôto:
300 vòng/ phút= 30060 =5 (vòng/ s)
Chọn đáp án C
Bài tập 3.49/78 sách chuaqn63 bị kiến thức… Một máy phát điện xc một pha có Rôto gồm 4 cặp cực từ Muốn tần số của d đ xc do máy phát ra là 50 Ngày soạn: 5/11/2012
Tiết số: 32 Tuần: 17
Trang 5f= 50 Hz
n= ? ( vòng/ phút)
Hướng dẫn: f =np
60 => n = ?
Hz thì Rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu?
A 3000( v/p) B 1500 (v/p)
C 750 ( v/p) D 500 (v/p)
4 Củng cố:
- Học sinh về xem lại các bài tập
- Làm thêm một số bài tập cùng dạng ở sách bài tập
5 Hướng dẫn, dặn dò:
- Học sinh tìm hiểu bài máy phát điện xoay chiều
- Ôn tập chuẩn bị kiểm tra một tiết
IV- RÚTKINH NGHIỆM:
Tổ trưởng kí duyệt 05/11/2012
HOANG ĐỨC DƯỠNG