Giáo án vật lý - Động cơ không đồng bộ ba pha

Bài 31. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I. Mục tiêu: Giới thiệu v Yêu cầu HS: - Hiểu thế nào là từ trường quay và cách tạo ra từ trường quay nhờ dịng điện xoay chiều ba pha. - Hiểu nguyên tắc cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha. II. Chuẩn bị: 1) GV: chuẩn bị dụng cụ TN về sự quay đồng bộ và không đồng bộ, một số tranh ảnh về động cơ không đồng bộ ba pha. 2) HS: Ôn tập nội dung: Hiện tượng cảm ứng điện từ, dịng điện xoay chiều ba pha. II. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra – vấn đề bài mới. + GV nu cu hỏi, gợi ý nội dung vận dụng cho Bài mới: H1. Một khung dy dẫn cĩ dịng điện đặt trong từ trường sẽ thế nào? Giải thích vì sao khung quay trong từ trường? H2. Khung dây đặt trong từ trường. Giữ khung dây cố định. Bằng cách nào có thể tạo sự Bàiến thiên của từ thông qua khung? + HS vận dụng kiến thức về lực từ tc dụng ln khung dy mang dịng điện để trả lời. Hoạt động 2. (15’) Tìm hiểu: NGUYN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung * GV yêu cầu HS đọc SGK, quan sát hình 31.1, 31.2. -Thực hiện TN để HS quan sát. -Nu cu hỏi gợi ý để HS phát hiện kiến thức. H1. Thế nào là từ trường quay? So sánh tốc độ quay của kim NC và tốc độ quay của NC quanh trục cố định? H2. Tốc độ góc của khung quay trong từ trường như thế nào so với tốc độ góc của NC? -GV thông báo về sự quay đồng bộ của kim NC và sự quay không đồng bộ của khung dây trong từ trường quay. -Hướng dẫn HS giải thích vì sao khung quay: H3. Khi nam chm quay, từ thơng qua khung thế no? Nếu khung kín, trong - Đọc SGK mục 1. -Quan st TN do GV thực hiện. -Rút ra kết luận. -Trả lời. -Tốc độ góc của khung luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường quay. a) Từ trường quay. Sự quay đồng bộ:. -Từ trường có các đường sức từ quay trong không gian. + Một kim nam châm quay cùng tốc độ góc với một NC quay đều: Kim NC quay đồng bộ với NC. b) Sự quay không đồng bộ: Trong dây dẫn kín đặt trong lịng NC (hình 31.2) -Khi NC quay đều, khung dây quay theo NC nhưng bao giờ “tốc độ góc của khung dây luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường” Giải thích: SGK Khung dây quay, sinh công cơ học. Động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc của hiện tượng cảm khung cĩ dịng điện không? Vì sao? H4. Dịng điện trong khung gây ra tác dụng gì ln khung? Vì sao? H5. Tại sao khung quay theo chiều quay của từ thông? Khi nào khung quay đều? GV giới thiệu nguyên tắc của động cơ không đồng bộ. Khi NC quay: +Từ thơng qua khung Bàiến thin. +Trong khung xuất hiện dịng điện cảm ứng. +Dịng điện trong khung chịu tác dụng lực do từ trường của NC gây ra nên quay theo NC. -Để giảm tốc độ Bàiến thiên của từ thông, khung phải quay cùng chiều với từ thông quay. -Khi momen ngẫu lực từ cân bằng với momen cản, khung quay đều. ứng từ và sử dụng từ trường quay gọi là động cơ không đồng bộ. Hoạt động 3. (20’) Tìm hiểu: TỪ TRƯỜNG QUAY ĐƯỢC TẠO BỞI DÒNG ĐIỆN BA PHA. Yêu cấu HS đọc SGK mục 2. Gợi ý HS tìm hiểu Đọc SGK, trả lời câu hỏi: a) Cấu tạo: my xoay chiều cĩ: +Hai bộ phận chính: phần kiến thức: H1. Nhắc lại đặc điểm của đường sức từ gây bởi một ống dây mang dịng điện? Vectơ B  của từ trường đó như thế nào? H2. Dịng điện 3 pha trong 3 cuộn dây tạo ra từ trường có cảm ứng từ thế nào? GV cho HS quan sát đường Bàiểu diễn của B1, B2, B3 v Yêu cầu HS nhận xt. H3 Khi dịng điện trong cuộn 1 cực đại, 1 2 3; ;B B B    thế nào? Từ trường tổng hợp tại O có B  thế no? H4. sau bao lu dịng điện trong cuộn 2 đạt cực đại? -Từ trường của dịng điện trong ống dây cĩ B  nằm dọc theo trục ống dy. -Cc 1 2 3; ;B B B    nằm dọc theo trục mỗi ống dây và có cảm ứng từ cùng Bàiên độ, cùng tần số nhưng lệch pha từng đôi một 2/3 rad. -Quan sát 3 đường Bàiểu diễn, rút ra kết luận. Nếu 1B  hướng ra từ cuộn 1 và B1 cực đại: + 2 3;B B   hướng vào cuộn 2, cuộn 3. + B2 = B3 = -B1/2 V 1 2 3B B B B       hướng ra từ cuộn 1. -Lập luận tương tự, suy ra từ trường tổng hợp của 3 dịng điện có B  quay quanh cảm v phần ứng. (SGK) +Một trong hai phần đặt cố định, phần cịn lại quay quanh một trục. -Phần quay: roto. -Phần cố định: stato. * My xoay chiều một pha được cấu tạo theo 2 cách: Cch 1. phần ứng quay, phần cảm cố định. Cch 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. Khi đó 1 2 3; ;B B B    thế nào? Từ trường tổng hợp tại O thế nào? H5. Nhận xt gì về từ trường tổng hợp của 3 dịng điện gây ra? O với tốc độ góc . -Hoạt động của máy có: +Roto: phần cảm. +Stato: phần ứng. Hoạt động 4. (10’) Tìm hiểu: CẤU TẠO V ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. CỦNG CỐ NỘI DUNG BÀI HỌC. 1) Trên cơ sở phân tích việc tạo ra từ trường quay, GV hướng dẫn HS tìm hiểu nội dung bằng cu hỏi: H1. Trong vùng có từ trường quay được tạo bởi dịng điện ba pha, ta đặt một vật dẫn có trục quay cố định, vật sẽ thế nào? - GV phân tích để HS thấy: khi vật dẫn quay, sinh công cơ học. hệ thống trên là động cơ không đồng bộ ba pha. H2. Hy nu cấu tạo v hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha? - GV cho HS quan st hình 31.4 v hướng dẫn HS tìm hiểu cấu tạo của roto lồng sĩc. - GV tổng kết nội dung Bài. 2) HS ghi nhận kiến thức. III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: