Giáo án vật lý 12 - Máy phát điện xoay chiều

Bài 30.MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: Giới thiệu cho HS: - Hiểu được nguyên tắc của các máy phát điện xoay chiều. - Nắm được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy xoay chiều một pha và ba pha. 2) Kĩ năng: - Yêu cầu HS vận dụng tốt các công thức để tính tần số và suất điện động của máy phát điện xoay chiều. II. Chuẩn bị: 1) GV: - Mô hình máy phát điện xoay chiều một pha, tranh vẽ sơ đồ các loại máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha. 2) HS: Ôn tập khái niệm tử thông và định luật cảm ứng điện từ. II. Tổ chức các hoạt động dạy học: 1) GV giới thiệu bài: - Điện năng được Bàiến đổi từ cơ năng bằng các máy phát điện. - Xét hai loại máy phát điện thường dùng: máy xoay chiều một pha, ba pha. 2) giảng bài mới: Hoạt động 1. (10’) Tìm hiểu: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung * GV yêu cầu HS đọc lại mục 1, 2 bài 26. Nêu câu hỏi: H1. Dòng điện xoay chiều được tao r atheo nguyên tắc nào? H2. Hãy nhắc lại hiện tượng cảm ứng điện từ để xuất hiện suất điện động cảm ứng và hiệu điện thế xoay chiều? -GV giới thiệu 2 cách tạo ra suất điện động xoay chiều thường dùng trong các máy phát điện bằng cách nêu câu hỏi gợi ý. -Hướng dẫn HS lập các Biểu thức 30.1 và 30.2 H3. Có thể tạo từ thông Bàiến thiên bằng cách nào? -Thực hiện yêu cầu của GV. -Đọc SGK tìm hiểu nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều. -Trả lời. Thực hiện theo hướng dẫn -Phải thay đổi góc  giữa vectơ n r của mp vòng dây và vectơ cảm ứng từ B ur . 1) Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. a) Nguyên tắc: -Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. -Từ thông qua một vòng dây Bàiến thiên, trong vòng dây xuất hiện sđđ cảm ứng xoay chiều. 1 = 0cost. -Với Câuộn dây có N vòng giống nhau:  = N1. Suất điện động xoay chiều trong Câuộn dây: 0 0 sin cos 2 de N N t dt hay e N t                   2 cách tạo  thay đổi. Đặt E0 = N0. b) Hai cách tạo Suất điện động xoay chiều trong máy phát điện: -Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường. -Từ trường quay, các vòng dây cố định. Hoạt động 2. (30’) Tìm hiểu: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA. Cho HS quan sát mô hình. Nêu câu hỏi: H1. Quan sát mô hình, cho Biết máy được cấu tạo thế nào? -GV giới thiệu: phần cảm và phần ứng của máy. H2. Cho Biết cấu tạo của phần cảm? phần ứng? -Giới thiệu về roto, stato và 2 cách cấu tạo của máy. -Giới thiệu cấu tạo của máy -Quan sát, tìm hiểu cấu tạo. Cá nhân trả lời câu hỏi. -Phải có bộ phận tạo ra từ trường. - Phải có bộ phận tạo ra sđđ cảm ứng. - Quan sát hình 30.1, hình a) Cấu tạo: máy xoay chiều có: +Hai bộ phận chính: phần cảm và phần ứng. (SGK) +Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh một trục. -Phần quay: roto. -Phần cố định: stato. * Máy xoay chiều một pha được cấu tạo theo 2 cách: Cách 1. phần ứng quay, phần cảm cố định. xoay chiều một pha H3 Trình bày hoạt động của Máy xoay chiều một pha theo 2 cách cấu tạo? -GV nói thêm về tốc độ quay của roto. -GV nhấn mạnh cấu tạo và hoạt động của hệ thống vành khuyên, chổi quét của 2 loại máy đều phải nằm trên phần quay. +Phần ứng quay: dùng lấy điện ra. +Phần cảm quay: đưa dòng 1 chiều vào nuôi nam châm. 30.2 tìm hiểu 2 cách cấu tạo của máy xoay chiều một pha Từ mô hình, trình bày hoạt động của Máy xoay chiều một pha theo 2 cách. Cách 2. phần cảm quay, phần ứng cố định. b) Hoạt động: SGK trang 162. -Hoạt động của máy có: +Roto: phần ứng. +Stato: phần cảm. -Hoạt động của máy có: +Roto: phần cảm. +Stato: phần ứng. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA. GV trình bày vì sao phải tạo dòng điện xoay chiều ba pha. Yêu cầu HS tìm hiểu a) ĐN dòng đi xoay chiều ba pha: SGK. thế nào dòng điện xoay chiều 3 pha, thiết bị tạo dđxc 3 pha như thế nào? H1. Nêu định nghĩa dđxc 3 pha? H2. Cho Biết cấu tạo của máy xoay chiều 3 pha? -Chú ý so sánh với cấu tạo của máy xoay chiều một pha. H3 Trình bày hoạt động của Máy xoay chiều ba pha? -GV trình bày chi tiết sự hình thành 3 sđđ xoay chiều từ cấu tạo đặc Biết của phần ứng. Cần chú trọng vì sao 3 sđđ có cùng Bàiên độ, lệch pha nhau từng đôi một 2/3. H4. Phải sử dụng 3 sđđ - Đọc SGK, tìm hiểu và trả lời. - Phân Biết với cấu tạo của máy xoay chiều một pha. Thấy được sự hình thành của 3 sđđ xoay chiều ở 3 Câuộn dây. b) Cấu tạo và hoạt động của máy xoay chiều 3 pha: * Cấu tạo: +Roto: phần cảm, là nam châm điện. +Stato: 3 Câuộn dây giống nhau, đặt lệch 1200 trên vòng tròn. * Hoạt động của máy: Roto quay, 3 sđđ xuất hiện trong 3 Câuộn dây có cùng Bàiên độ, cùng tần số nhưng lệch về pha là 2/3. Nếu các đầu dây của 3 Câuộn với 3 mạch ngoài giống nhau, ta có 3 dòng điện cùng Bàiên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về pha là 2/3. trong 3 Câuộn dây như thế nào để phát huy ưu điểm của máy? -Giới thiệu cách mắc hình sao, cách mắc tam giác của 3 Câuộn dây với mạch ngoài. (hình vẽ hoặc tranh mô tả) -Yêu cầu HS đọc nội dung ghi ở cột phụ SGK trang 163. -Giới thiệu thêm về cách mắc 3 tải tiêu thụ. -Tìm hiểu cách mắc hình sao, hình tam giác. -Ghi nhận: Ud = 3 Up và chứng minh (về nhà làm) c) Cách mắc dòng điện xoay chiều 3 pha. SGK. Hoạt động 4. (5’) Củng cố: * GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1, 2 SGK trang 164 và yêu cầu HS chuẩn bị bài tập 1, 2, 3, 4 ở nhà. Yêu cầu HS tìm hiểu nội dung cho tiết học sau. * HS ghi nhận yêu cầu. III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: