Giáo án Công nghệ 12 Bài 15: Mạch điều khiên tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha

Bài 15: MẠCH ĐIỀU KHIÊN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA I. Mục tiêu 1. Kiến thức: - Biết được công dụng của mạch điện tử điều khiển tốc độ động cơ một pha. - Hiểu được mạch điều khiển tốc độ quạt điện bằng triac. 2. Kỹ năng - Đọc được sơ đồ mạch điều khiển tốc độ động cơ một pha. II. Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị nội dung: a. Chuẩn bị của giáo viên: - Nghiên cứu bài 15 Sgk12. - Đọc các tài liệu tham khảo có liên quan đến mạch điều khiển tốc độ động cơ một pha trong thực tế. - Chuẩn bị bài giảng điện tử. - Chuẩn bị quạt điện điều khiển bằng điều khiển từ xa b. Chuẩn bị của học sinh - Đọc trước bài 15SGK Công nghệ 12 - Tìm đọc các tài liệu tham khảo có liên quan đến bài học. 2. Chuẩn bị phương tiện dạy học. - Máy tính, máy chiếu. 3. Phương pháp dạy học: - Phương pháp trực quan kết hợp phát vấn học sinh. III. Tiến trình tổ chức dạy học: 1. Kiểm tra sỹ số, ổn định tổ chức lớp học: 2. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi 1: Mạch điện tử điều khiển là gì? Câu hỏi 2: Theo tiêu chí chức năng mạch điện tử gồm những mạch nào? 3. Bài mới: Giáo viên đặt vấn đề: - Giáo viên (GV) đưa ra một thiết bị quạt điện được điều khiển từ xa bằng bàn phím để hoc sinh (HS) quan sát. GV: Đây là thiết bị điện tử dân dụng rất quen thuộc với đời sống hàng ngày của chúng ta. Tiến hành cấp nguồn cho quạt, cho quạt hoạt động ở hai số tốc độ khác nhau. GV? Em hãy so sánh tốc độ gió của quạt ở hai số tốc độ? Khi cho quạt hoạt động ở hai số tốc độ khác nhau ta thấy tốc độ gió cũng khác nhau. Cụ thể tốc độ gió ở số 1 nhỏ hơn tốc độ gió ở số 4. Để có được sự thay đổi tốc độ gió của quạt như vậy người ta đã sử dụng một mạch điện tử điều khiển và mạch đó là mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha. Ta tìm hiểu bài 15: Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Hoạt động 1: Tìm hiểu công dụng của mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha. GV: Đưa ra hình ảnh của một số thiết bị điện sử dụng động cơ một pha. GV: Giải thích GV? Thế nào là mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha? Giáo viên trình chiếu các hình ảnh. GV?Trong các thiết bị trên thiết bị nào sử dụng động cơ một pha có điều khiển tốc độ? GV tích hợp: Để có được sự thay đổi tốc độ gió của quạt điện người ta đã điều chỉnh tốc độ quay của động cơ. Để điều chỉnh tốc độ quay của động cơ người ta có 2 cách: Điều khiển bằng cơ và điều khiển bằng mạch điện tử như TB quạt điện này. Điều khiển tốc độ bằng cơ đã học ở lớp 8, cách điều khiển này hiện nay rất ít dùng vì không tiện lợi và khi đưa các thiết bị này vào sử dụng không tiết kiệm được năng lượng, ngày nay các thiết bị điện sủa dung mạch điều khiển tốc độ được sử dụng rộng vì tiết kiệm được năng lượng và sử dụng hiệu quả. GV?Mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha có tác dụng gì? GV? Nêu các phương pháp làm thay đổi tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha? GV tích hợp: GV sử dụng công thức tính tốc độ từ trường quay để giải thích 2 phương pháp điều khiển tốc độ bằng cách điều khiển điện áp và điều khiển tần số đưa vào động cơ: n1 = 60f/p. - Theo công thức nếu thay đổi tần số nguồn điện thì tốc độ từ trường quay thay đổi, tần số nguồn điện thay đổi dẫn đến làm điện áp thay đổi. GV: Giải thích HS: Quan sát HS: Trả lời HS: Trả lời HS: Trả lời I. Công dụng của mạch điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha. 1. Công dụng - Điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều một pha theo yêu cầu sử dụng 2. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ một pha: - Thay đổi số vòng dây của Stato - Điều khiển điện áp đưa vào động cơ - Điều khiển tần số nguồn điện đưa vào động cơ. Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lí mạch điều khiển động cơ một pha GV?Để điều khiển tốc độ động cơ một pha người ta thực hiện bằng những cách nào? GV: Trình chiếu sơ đồ khối và giải thích: - Trong hình 15-1a ban đầu điện áp đặt vào động cơ là U1 có tần số f1 để thay đổi tốc độ động cơ người ta dùng mạch điện tử thay đổi trị số điện áp đặt vào động cơ thành U2 tần số vẫn giữ nguyên f1. - Trong hình 15-1b ban đầu điện áp đặt vào động cơ là U1 có tần số f1 để thay đổi tốc độ động cơ người ta dùng mạch điện tử thay đổi tần số và điện áp đặt vào động cơ thành U2 và tần số là f2. GV? Theo sơ đồ khối hình 15-1a,b em hãy nêu nguyên lí điều khiển tốc độ động cơ một pha ? HS: Trả lời HS: Quan sát HS: Lắng nghe HS: Trả lời II. Nguyên lí điều khiển động cơ một pha. 1. Sơ đồ khối (Hình 15.1SGK) 2. Nguyên lí làm việc - Trong hình 15-1a ban đầu điện áp đặt vào động cơ là U1 có tần số f1 để thay đổi tốc độ động cơ người ta dùng mạch điện tử thay đổi trị số điện áp đặt vào động cơ thành U2 tần số vẫn giữ nguyên f1. - Trong hình 15-1b ban đầu điện áp đặt vào động cơ là U1 có tần số f1 để thay đổi tốc độ động cơ người ta dùng mạch điện tử thay đổi tần số và điện áp đặt vào động cơ thành U2 và tần số là f2. Hoạt động 3: Tìm hiểu một số mạch điều khiển động cơ một pha. GV: Trình chiếu sơ đồ mạch điều khiển Triac dùng R,C. GV tích hợp: So với mạch điện của quạt điện điều khiển bằng cơ mạch điều khiển tốc độ động cơ bằng mạch điện tử đã sử dụng các thiết bị điện tử thay thế, từ đó cho thấy Sự tiết kiệm năng lượng trong quá trình sử dụng. GV?Hãy quan sát sơ đồ và nêu chức năng của các linh kiện trong mạch điện? Xét nguyên lí làm việc trong 2 trường hợp: Khi K mở và khi K đóng. Khi K mở : ? Em hãy nhận xét về mạch điện khi K mở? - Khi K đóng: Xét nguyên lí làm việc tại 2 thời điểm. + Khi K bắt đầu mở và khi động cơ đã hoạt động. + Khi bắt đầu đóng khoá K. Hãy quan sát trên sơ đồ và cho biết ĐC lúc này đã hoạt động chưa và tụ điện ở thời điểm này như thế nào? GV: Giải thích + khi ĐC hoạt động Hãy quan sát trên màn hình và trả lời câu hỏi: Khi tụ C nạp đủ ĐK trong mạch lúc này xảy ra hiện tượng gì? GV: Giải thích GV: Gỉa sử thay đổi giá trị VR. Vậy dòng điện qua VR như thế nào? GV giải thích: Tụ sẽ phóng điện đến chân G của Triac, kích mở Triac dẫn điện, động cơ có điện và hoạt động. GV giải thích trên giản đồ dường cong. GV đưa ra ví dụ về sự thay đổi của VR dẫn đến sự thay đổi của điện áp của động cơ. GV giới thiệu mạch điều khiển Triac dùng R,C và Điac. GV?Hãy quan sát sơ đồ mạch điện điều khiển triac dùng R,C và Điac Quan sát mạch điện: Mạch điện được mắc thêm linh kiện gì? Vậy Điac có tác dụng gì? Em hãy nêu nhược điểm của các mạch điện trên? GV nhận xét. HS: Quan sát và lắng nghe HS: Trả lời HS: Trả lời HS: Trả lời HS: Trả lời HS: Trả lời HS: Trả lời III. Một số mạch điều khiển động cỏ một pha. 1. Mạch điều khiển Triac dùng R,C. a. Sơ đồ mạch điện b. Chức năng của các linh kiện c. Nguyên lí hoạt động Trường hợp 1: Khi K mở: Trong mạch không có điện, động cơ không hoạt động. Trường hợp 2: Khi K đóng: + Khi K bắt đầu hoạt động: Tụ C nạp, động cơ không hoạt động. + Khi động cơ hoạt động: Tụ C được nạp đầy, tụ C phóng điện cho chân G của Triac, Triac dẫn điện cấp điện cho động cơ, động cơ hoạt động. - Khi thay đổi VR, hằng số thời gian nạp tụ thay đổi, khoảng thời gian dẫn dòng điện của Trac thay đổi , khoảng thời gian dẫn dòng của Trac thay đổi, điện áp và dòng điện đưa vào động cơ được thay đổi. 2.Mạch điều khiển Triac dùng R,C và Điac. a. Sơ đồ mạch điện b. Tác dụng của Điac. Điac định ngưỡng để Triac dẫn 3. Ưu và nhược điểm a. Ưu điểm: Có thể sử dụng các loại tải khác nhau Kích thước mạch điện nhỏ gọn b. Nhược điểm - Nếu chất lượng Triac không tốt thì ở vùng tốc độ thấp quạt sẽ xuất hiện tiếng ù. 4. Củng cố GV đưa các câu hỏi để học sinh thảo luận nhóm, khắc sâu kiến thức cho HS. GV đưa ra sơ đồ tư duy để HS nắm rõ bài học. 5. Hướng dẫn về nhà GV hướng dẫn HS về nhà ôn tập lại bài đã học Trả lời các câu hỏi cuối bài và đọc trước bài mới IV. Rút kinh nghiệm