+ Để việc sử dụng điện năng có + Phải bố trí các mạch điện sao + Để việc sử dụng điện năng có hiệu quả, các cơ sở tiêu thụ điện cho hệ số công suất cos φ lớn.. hiệu quả, các cơ sở tiêu t[r]
Trang 1BÀI 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Tiết: 27
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
+ Viết được công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều
+ Viết được công thức tính hệ số công suất của mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp
+ Nêu được lí do tại sao cần phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện
2 Kỉ năng:
+ Biết cách tính công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều và các đại lượng có trong công thức
+ Biết cách tính hệ số công suất trong mạch điện mắc nối tiếp và các đại lượng có trong công thức
3 Thái độ:
+ Nghiêm túc trong học tập, độc lập nghiên cứu bài học, tích cực xây dựng bài giảng
II CHUẨN BỊ
1 G V
+ Bảng 15.1 sgk, và giản đồ Fre-nen
2 HS
+ Ôn lại các công thức mạch điện xoay chiều có R,L,C nối tiếp
III HOẠT ĐỘNG DẠY- HỌC:
1 Ổn định lớp: Điểm danh
2 Kiểm tra bài cũ: ( 5 phút)
+ Phát biểu định luật ôm cho mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp, viết công thức biểu diễn định luật
+ Viết công thức tính tổng trở của mạch điện R,L,C mắc nối tiếp và công thức tính độ lệch pha của u và i
3 Giảng bài mới:
a Vào bài: Trong mạch điện, điện áp tức thời, cường độ tức thời luôn biến thiên theo thời gian t Vậy công suất tiêu thụ của mạch điện được
tính như thế nào ?
b Tiến trình dạy- học:
TL Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
10
p HĐ 1: Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều.
+ GV thông báo công thức tính + HS lắng nghe tiếp thu, ghi nhớ I CÔNG SUẤT CỦA MẠCH
Trang 2công suất tiêu thụ của mạch điện
xoay chiều
+ Đơn vị đo công suất là gì ?
+ Trong thời gian t điện năng của
mạch được tính như thế nào ? Đo
bằng gì ?
+ Đo bằng oát(W) + 1kW = 1000W
+ Hs thực hiện
ĐIỆN XOAY CHIỀU.
1 Công thức tính công suất: + Xét một mạch điện xoay chiều hình sin:
* Điện áp tức thời hai đầu mạch:
u = U cos(ωt+φ )o u
* Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
i = I cos(ωt+φ )o i
+ Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều được tính theo công thức: P = UIcosφ(1.1) (φ= φ - φ )u i
+ Đơn vị đo: tính bằng Oát (W)
2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện
W = Pt (1.2) + Đơn vị đo: (J) hay kwh
20
p
HĐ 2: Tìm hiểu hệ số công suất
+ GV TB: Thừa số cos, trong công
thức (1.1) gọi là hệ số công suát
của mạch điện,có giá trị từ 0 đến 1
0 cosφ 1
+ VD: bảng (15.1) cho nhận xét
+ YC hs trả lời câu hỏi C2
+ Tại sao có công suất hao phí trên
+ HS ghi nhận
+ Do có hiệu ứng Jun- lenxơ
II HỆ SỐ CÔNG SUẤT
+ Thừa số cos, trong công thức (1.1) gọi là hệ số công suát của mạch điện, có giá trị từ 0 đến 1
0 cosφ 1
1 Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quả trình cung cấp và
sử dụng điện năng
Trang 3đường dây tải điện từ máy phát
điện đến cơ sở sản xuất ?
+ Công suất hao phí được tính như
thế nào ?
+ Để việc sử dụng điện năng có
hiệu quả, các cơ sở tiêu thụ điện
năng phải khắc phục như thế nào ?
+ YC hs từ giản đồ Fre-nen tính hệ
số công suất cosφ
+ GV thông báo:
P= UI cosφ= I.I Z cosφ= RI2
+ Từ kết quả trên có nhận xét gì?
+ HS thực hiện
+ Phải bố trí các mạch điện sao cho hệ số công suất cosφlớn
+ HS thực hiện
+ HS ghi nhận
+ HS nhận xét:
+ Điện năng được dẫn từ nhà máy phát điện đến các cơ sở sản xuất qua các đường dây tái điện nên có
sự hao phí công suất trên đường dây (do hiệu ứng Jun- lenxơ) tải
điện:
2 2
P ΔP= rI = r
U cosφ + Để việc sử dụng điện năng có hiệu quả, các cơ sở tiêu thụ điện năng phải khắc phục bằng cách
bố trí các mạch điện sao cho hệ số công suất cosφlớn cosφ 0,85
2 Công thức tính hệ số công suất của mạch điện RLC mắc nối tiếp + Từ giản đồ Fre-nen, hệ số công suất được tính theo công thức: cosφ=
R
=
+ P= UI cosφ= I.I Z cosφ= RI2
KL “ Công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều có RLC mắc mối tiếp bằng công suất tỏa nhiệt trên R”
9p HĐ 3: Củng cố bài học
Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp
Đặt vào hai đầu mạch một điệ áp
u = 120 2cos(100πt+ π/4)vthì
cường độ tức thời qua mạch là:
i = 3 2cos(100πt - π/12)(A) Tính
+ U = 120(V) + I = 3(A) + φ= φ - φ = π/3u i
+ cosφ= 0,5 + P = UI cosφ= 120.3.0,5=180W
Trang 4hệ số công suất, công suất tiêu thụ
và điện năng tiêu thụ của mạch
trong thời gian 1 phút
+ W = Pt = 180.60 = 10800 (J)
4 Dặn dò(1 phút)
+ Về nhà làm câu hỏi 1và các bài tập từ 2 đến 6 /85 sgk
+ Chuẩn bị tiết bài tập
+ Làm các bài tập đã cho
+ Nhận xét tiết dạy
IV RÚT KINH NGHIỆM
TUẦN: 14
Ngày soạn: BÀI TẬP
Ngày dạy:
Tiết: 28
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
+ Viết được công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều
+ Viết được công thức tính hệ số công suất của mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp + Nêu được lí do tại sao cần phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện
2 Kỉ năng:
+ Biết cách tính công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều và các đại lượng có trong công thức + Biết cách tính hệ số công suất trong mạch điện mắc nối tiếp và các đại lượng có trong công thức
3 Thái độ:
+ Hứng thú bộ môn, tích cực giải bài tập, tìm tòi các bài tập nâng cao ở sách tham khảo
II CHUẨN BỊ:
1 G V:
+ Lựa chọn một số bài tập cơ bản, và phương pháp giải toán cho từng loại.
2 HS
+ Ôn lại kiến bài học 15
III HOẠT ĐỘNG DẠY- HỌC:
1 Ổn định lớp: Điểm danh
2 Kiểm tra bài cũ: ( 5 phút)
Trang 5+ Hãy viết công thức tính công suất điện tiêu thụ, và điện năng tiêu thụ của mạch điện xoay chiều
+ Hãy viết công thức tính hệ số công suất của mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp
3 Giảng bài mới:
a Vào bài: Để củng cố kiến trức và kĩ năng trọng tâm của bài 15 ta tiến hành giải một số bài tập qua tiết bài tập.
b Tiến trình dạy- học:
TL Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
15
p
HĐ 1: Phần trắc nghiệm
+YC hs đọc các bài tập 2,3,4,5/85
sgk Thảo luận theo nhóm và trình
bày phương án chọn
+ HS làm theo yc của gv
* 2 cosφ=R/Z
* 3 ZL = ZC nên Z = R : cosφ= 1
* 4 ZL ZC = LC 4π f2 2= 4/3
2 2
1
= 3π f LC
Mà cosφ=1 nên:
2 2 x
1
= 4π f LC Vây : x
3
f = f < f 2
* 5
+
U =U + (U -U ) 60V(1) + U = U +U2PN 2R 2L = 60V(2) + U =U = 60VNQ C
(3) + Từ 3 pt trên ta được:
UR = 30 3V cosφ= UR /U = 3 /2 ( Giải theo p2 giản đồ Fre-nen)
A PHẦN TRẮC NGHIỆM
+ 2 C + 3 B + 4 A
+ 5 A
Trang 6+YC hs đọc kĩ các bài tập 6/85
sgk, tháo luận và trình bày phương
pháp giải
+ Bài tập mới:
Một mạch điện A,B gồm một điện
trở thuần R = 40, một cuộn cảm
thuần L = 1/ π H, một tụ điện có
điện dung C thay đổi, tất cả mắc
nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch
một điện áp xoay chiều giả trị hiệu
dụng U = 120(V), tần số f = 50Hz
Điều chỉnh C ở giá trị nào thì công
suất tiêu thụ của mạch là lớn nhất
Tính công suất nhất đó
+ HS làm theo yc của gv
ZL = 2 πf L; ZC =
1 2πfC
+ Z = R +(Z - Z )2 L C 2
+ I = U/Z + P = RI2 ; cosφ= R/Z
+ P = RI2 =
=
Z R +(Z -Z ) Mà: R +(Z - Z )2 L C 2 R2
Nên: P
2
U R
Vậy: Pmax =
2
U R
Khi:
2
2 2
1
4π f L
B PHẦN TỰ LUẬN
+ Bài tập 6/85 sgk:
* ZL = 2 πf L = 10
* ZC =
1 2πfC= 10
* Zmin = R = 30
* I = U/R = 10/3 A
* P = RI2 = 30 (10/3) 333,33W
* ; cosφ= 1
+ Bài tập mới:
+ P = RI2 =
=
Z R +(Z -Z ) Mà: R +(Z - Z )2 L C 2 R2
Nên: P
2
U R
Vậy:Pmax =
2
U
R = 1202/40= 360W
Khi:
2
2 2
1
4π f L
C =
-4
10
π (F) 4p HĐ 3: Củng cố bài giảng
Trang 7Qua bài tập trên hs phải nắm vững
công thức tính công suất, hệ số
công suất, công thúc tính điện áp
hiệu dụng, và điều kiện cộng
hưởng điện
+ HS ghi nhận
4 Dặn dò(1 phút)
+ Về nhà làm lại các bài tập, và các bài tập tương tự ở sách bài tâp + Chuẩn bị bai học 16 “ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG MÁY BIẾN ÁP” + Ôn lại hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Nhận xét tiết dạy
IV RÚT KINH NGHIỆM