Giáo án vật lý 12 - Máy biến áp truyền tải điện

Bài 32. MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN I. Mục tiêu: 1) Giới thiệu và yêu cầu HS: - Hiểu được nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy Biến áp. - Hiểu nguyên tắc chung của sự truyền tải điện năng đi xa. 2) Rèn luyện kĩ năng vận dụng, phân tích và tính toán bằng việc giải bài tập đơn giản về Biến áp và truyền tải điện. II. Chuẩn bị: 1) GV: chuẩn bị mô hình máy Biến áp, sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng đi xa. 2) HS: Ôn tập nội dung: Hiện tượng cảm ứng điện từ, vật liệu từ. II. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (8’) Kiểm tra – vấn đề bài mới. Hoạt động của GV Hoạt động của HS + GV nêu câu hỏi: H1. Mô tả thiết bị tạo ra từ trường quay bằng dòng điện 3 pha? H2. Nêu cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha? -HS được kiểm tra trả lời câu hỏi. + Nêu các câu hỏi TÁN đã chuẩn bị trên phiếu học tập. + Nêu vấn đề bài mới: Máy Biến áp là gì? Vì sao trong hệ thống truyền tải điện xoay chiều đi xa không thể thiếu máy Biến áp? Bài này giúp ta giải đáp câu hỏi đó. * Yêu cầu HS ôn lại kiến thức về Hiện tượng cảm ứng điện từ. -HS nhận xét câu trả lời của bạn. -Ghi nhận vấn đề mới của bài. Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu: MÁY BÀIẾN ÁP Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Nêu câu hỏi gợi ý, phân tích khi HS trả lời, hướng dẫn HS tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy Biến áp. H1. Máy Biến áp hoạt động theo nguyên tắc nào? Công dụng của máy? H2. (Sau khi xem mô hình) Nêu cấu tạo của máy Biến áp? Tại sao lõi máy phải làm bằng các lá thép mỏng ghép cách điện với nhau? - Đọc SGK, tìm hiểu nội dung, trả lời. -Máy hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng Biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều mà không thay đổi tần số của dòng điện. 1) Máy Biến áp: a) ĐN: SGK. b) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: SGK H3. (Dựa trên cấu tạo) Trình bày hoạt động của máy Biến áp? - GV nhấn mạnh chi tiết: Dòng điện trong Câuộn thứ cấp có cùng tần số với dòng điện trong Câuộn sơ cấp. H4. Viết Biểu thức xác định sđđ cảm ứng trong Câuộn sơ cấp và thứ cấp? Nhận xét. -Hướng dẫn HS lập Biểu thức 32.1 và 32.2 H5. Điện áp ở Câuộn sơ và thứ cấp quan hệ thế nào với số vòng dây trong mỗi Câuộn? GV trình bày về máy Biến áp tự ngẫu. H6. Hãy trả lời câu hỏi C1 và C2 (sau khi xây dựng được Biểu thức 32.4 và 32.5) -Xem mô hình, phân tích cấu tạo. -Viết Biểu thức: 1 1 2 2;e N e Nt t        Lập tỉ số: 1 1 1 2 2 2 e N E e N E   Lập tỉ số: 1 1 1 2 2 2 E U N E U N   Ghi nhận về công suất của dòng điện trong Câuộn sơ và thứ cấp. Trả lời câu hỏi C1 và C2 c) Sự Biến đổi điện áp và cường độ dòng điện: Các thông số của Câuộn sơ và thứ cấp. +Số vòng dây: N1, N2 +Suất điện động e1, e2 +Điện áp: U1, U2. Ta có: 1 1 2 2 e N e N  hay 1 1 2 2 E N E N  -Bỏ qua điện trở ở mỗi Câuộn E1 = U1 và E2 = U2 do đó: 1 1 2 2 U N U N  +Máy tăng áp: N2 > N1 và U2 > U1. +Máy hạ áp: N2 < N1 và U2 < U1. Bỏ qua điện năng hao phí. U1I1 = U2I2 hay 1 1 2 2 I U I U  Hoạt động 3. (12’) Tìm hiểu: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. Yêu cầu HS đọc SGK mục 2. Nêu câu hỏi: H1. Điện năng truyền tải đi xa có bị hao phí không? Vì sao? H2. Công suất hao phí trên đường dây truyền tải xác định bằng công thức nào? H3 Nhận xét gì về công suất hao phí ở các mạch tiêu thụ? H4. Với công suất của nguồn và hệ số công suất của mạch xác định, bằng cách nào có thể giảm được công suất hao phí? - Cho HS xem sơ đồ phân phối điện năng, quá trình truyền tải bằng máy Biến áp. Tìm hiểu, trả lời câu hỏi: - Điện năng hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây. -Lập công thức 32.6 theo gợi ý của GV. -Tìm hiểu quá trình truyền tải điện năng theo sơ đồ 32.3 - Điện năng truyền tải hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây. - Công suất hao phí   2 2 2cos RRI U     PP R: điện trở đường dây P: công suất truyền đi. U: điện áp nơi phát. cos: hệ số công suất của mạch tiêu thụ. -Hai cách giảm công suất hao phí: SGK -Hiệu suất truyền tải: 1 2 H  P P - Yêu cầu HS xem cột phụ. Tìm hiểu về hiệu suất truyền tải điện. P2: công suất lấy ra từ máy Biến thế. P1: công suất đưa vào Câuộn sơ cấp. Hoạt động 4. (5’) Vận dụng củng cố. - GV nêu câu hỏi củng cố bài: H1. Hãy làm BTTÁN 1,2 SGK. H2. Trả lời câu hỏi 1 SGK. - Hướng dẫn HS chuẩn bị ở nhà. Giải BT 3, 4 SGK trang 172. Giải BT về dòng điện xoay chiều SGK trang 173. - Trả lời. - Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà. III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: