GA Lý 12-Chuẩn-HK2

Tiết 5 6 :
Bài 43 : ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
I / MỤC TIÊU :
• Hiểu thế nào là từ trường quay và cách tạo ra từ trường quay nhờ dòng điện ba pha.
• Hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Nam châm chữ U, kim nam châm, khung dây quay, các bộ phận của động cơ
không đồng bộ ba pha. Tranh vẽ sơ đồ các bộ phận của động cơ không đồng bộ 3 pha.
2 / Học sinh :
Xem lại cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha.
III / GI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Có các đường sức từ quay trong không
gian.
HS : Từ trường quay.
HS : Kim nam châm quay theo với cùng
vận tốc góc.
HS : Quay đồng bộ.
Hoạt động 2 :
HS : Quay đều nhưng với vận tốc góc nhỏ
hơn vận tốc góc của nam châm.
HS : Quay không đồng bộ.
HS : Từ thông qua khung dây biến thiên.
HS : Một dòng điện cảm ứng.
HS : Một moment lực nam khung dây quay
HS : Quay theo chiều quay của từ trường
để làm giảm tốc độ biến thiên của từ thông
qua khung ?
HS :Nhỏ hơn
HS : Nhờ có hiện tượng cảm ứng điện từ
và tác dụng của điện trường quay.
GV : Khi quay một nam châm quanh một
trục, từ trường do nam châm gây ra có đặc
điểm gì ?
GV : Nếu đặt giữa hai cực của nam châm
hình chữ U đang quay đều một kim nam
châm thì kim nam châm sẽ như thế nào ?
GV : Nếu đặt giữa hai cực của nam châm
hình chữ U đang quay đều một khung dây
dẫn kín thì kim nam châm sẽ như thế nào
GV : Từ trường quay làm cho từ thông qua
khung dây như thế nào ?
GV : Lúc này trong khung dây xuất hiện
cái gì ?
GV : Từ trường quay tác dụng lên dòng
điện khung dây như thế nào ?
GV : Theo đònh luật Lenxơ, khung dây
quay theo chiều như thế nào ?
GV : Vận tốc của khung dây so với vận tốc
góc của từ trường như thế nào ?
GV : Nhờ cái gì mà khung dây quay và
sinh công.
- 5 -
Hoạt động 3 :
HS : Bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn với
mạng điện ba pha.
HS : Cùng biên độ, cùng tần số, nhưng
lệch pha nhau 2π/3.
HS : Có phương nằm theo trục cuộn dây và
biến đổi tuần hoànvới cùng tần số góc ω
nhưng lệch pha nhau 2π/3
HS : Có độ lớn không đổi và quay trong
mặt phẳng song sonh với ba trục cuộn dây
với vận tốc góc bằng ω.
Hoạt động 4 :
HS : Có ba cuộn dây giống nhau quấn trên
ba lõi sắt bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn.
HS : Rôto là một hình trụ tạo bởi nhiều lá
thép mỏng ghép lại. Trong các rãnh xẻ ở
mặt ngoài rôto có đặt các thanh kim loại.
Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành
kim loại tạo thành một chiếc lồng. Lồng
này cách điện với lõi thép và có tác dụng
như nhiều khung dây đồng trục lệch nhau.
HS : Có vận tốc góc bằng tần số góc của
dòng điện.
HS : Tác dụng lên các khung dây ở rôto
các momen lực làm rôto quay với vận tốc
nhỏ hơn vận tốc quay của từ trường
HS : Để làm quay các máy khác.
GV : Để tạo ra từ trường quay ba cuộn dây
giống nhau được bố trí như thế nào ?
GV : Nêu đặc điểm của ba dòng điện xuất
hiện trong ba cuộn dây ?
GV : Mỗi cuộn dây gây ra ở vùng xung
quanh trục O một từ trường như thế nào ?
GV : Vectơ cảm ứng từ B tổng hợp tại O có
đặc điểm gì ?
GV : Hướng dẫn học sinh quan sát mô hình
và trả lời ?
GV : Stato có cấu tạo như thế nào ?
GV : Hướng dẫn học sinh quan sát mô hình
và trả lời ?
GV : Rôto có cấu tạo như thế nào ?
GV : Khi mắc các cuộn dây ở stato với
nguồn điện ba pha, từ trường quay tạo
thành có đặc điểm gì ?
GV : Từ trường quay này có tác dụng gì ?
GV : Chuyển quay của rôto được sử dụng
để làm gì ?

IV / NỘI DUNG :
1. Nguyên tắc hoạt động
a) Từ trường quay. Sự quay đồng bộ
Khi quay một nam châm quanh một trục, từ trường do nam châm gây ra có các
đường sức từ quay trong không gian. Đó là một từ trường quay. Nếu đặt giữa hai cực của
một nam châm hình chữ U một kim nam châm và quay đều nam châm chữ U thì kim nam
châm quay theo với cùng vận tốc góc. Ta nói kim nam châm quay đồng bộ với từ trường.
b) Sự quay không đồng bộ
- 6 -
Thay kim nam châm bằng một khung dây dẫn kín. Khung này có thể quay quanh trục
xx’ trùng với trục quay của nam châm. Nếu quay đều nam châm ta thấy khung dây quay
theo cùng chiều, đến một lúc nào đó khung dây cũng quay đều nhưng với vận tốc góc nhỏ
hơn vận tốc góc của nam châm. Do khung dây và từ trường quay với các vận tốc góc khác
nhau nên ta nói chúng quay không đồng bộ với nhau. Nhờ có hiện tượng cảm ứng điện từ
và tác dụng của từ trường quay mà khung dây quay và sinh công cơ học. Động cơ hoạt
động dựa theo nguyên tắc nói trên gọi là động cơ không đồng bộ.
2. Tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha.
Từ trường quay có thể được tạo ra bằng dòng điện ba pha như sau : Mắc ba cuộn dây
giống nhau, bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn với mạng điện ba pha.
Trong ba cuộn dây có ba dòng điện cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau
2
3
π
. Mỗi cuộn dây đều gây ở vùng xung quanh trục O một từ trường mà cảm ứng từ có
phương nằm dọc theo trục cuộn dây và biến đổi tuần hoàn với cùng tần số ω nhưng lệch
pha nhau
2
3
π
.
3. Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
Động cơ không đồng bộ ba pha có hai bộ phận chính :
- Stato có ba cuộn dây giống nhau quấn trên ba lõi sắt bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn.
- Rôto là một hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép lại. Trong các rãnh xẻ ở mặt ngoài
rôto có đặt các thanh kim loại. Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành kim loại tạo thành
một chiếc lồng (Hình 43.4). Lồng này cách điện với lõi thép và có tác dụng như nhiều
khung dây đồng trục lệch nhau. Rôto nói trên được gọi là rôto lồng sóc.
Hình 43.4 Lồng kim loại của một rôto lồng sóc.
Khi mắc các cuộn dây ở stato với
nguồn điện ba pha, từ trường quay tạo thành
có vận tốc góc bằng tần số góc của dòng
điện. Từ trường qua tác dụng lên các khung
dây ở rôto các momen lực làm rôto quay với
vận tốc nhỏ hơn vận tốc quay của từ trường.
Chuyển động quay của rôto được sử dụng để
làm quay các máy khác.
Hiệu suất của động cơ được xác đònh
bằng tỉ số giữa công suất cơ học hữu ích P
i
mà động cơ sinh ra và công suất tiêu thụ P
của động cơ.
V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 44
- 7 -
Tiết 57 :
Bài 44 : CHỈNH LƯU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
MÁY BIẾN THẾ
TRUYỀN TẢI ĐIỆN
I / MỤC TIÊU :
• Nắm được nguyên tắc chỉnh lưu và vẽ được mạch chính lưu dùng điôt bán dẫn.
• Nắm được nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy biến thế.
• Hiểu nguyên tắc chung của sự truyền tải điện đi xa.
• Giải được các bài tập đơn giản về biến thế và truyền tải điện.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Điôt, mô hình máy biến thế, sơ đồ vẽ trước các mạch chỉnh lưu và dòng điện
sau chỉnh lưu.
2 / Học sinh :
Xem lại kiến thức về điôt, lõi sắt trong các máy phát điện, truyền tải điện
năng trong đời sống hằng ngày.
III / GI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Nêu đònh nghóa trong sách giáo khoa
HS : Dụng cụ cho dòng điện qua chỉ có
một chiều, vẽ ký hiệu, chỉ chiều của dòng
điện.
HS : Mắc sơ đồ mạch điện 44.1
HS : u
AB
> 0
HS : Dòng một chiều nhấp nhô.
Hoạt động 2 :
HS : Mắc sơ đồ mạch điện 44.3
HS : Học sinh nhìn hình mô tả
HS : Học sinh nhìn hình mô tả
HS : Cùng chiều.
GV : Phương pháp chỉnh lưu dòng điện
xoay chiều là gì ?
GV : Hãy cho biết tính chất, ký hiệu của
điốt ? đỉnh của tam giác chỉ cái gì ?
GV : Hướng dẫn học sinh mắc sơ đồ mạch
điện ?
GV : Khi nào điốt mới cho dòng điện đi
qua ?
GV : Quan sát và nêu nhận xét đường biểu
diễn cường độ dòng điện sau khi chỉnh lưu
một nữa chu kỳ ?
GV : Hướng dẫn HS mắc sơ đồ mạch điện
GV : Khi u
AB
> 0 dòng điện chạy theo
chiều nào ?
GV : Khi u
AB
> 0 dòng điện chạy theo
chiều nào ?
GV : Em có nhận xét gì về chiều dòng
- 8 -
Hoạt động 3 :
HS : Học sinh nêu đònh nghóa ?
HS : Quan sát hiện vật, mô hình hoặc bằng
tranh ảnh.
HS : Hai vòng dây
HS : Số vòng khác nhau, quấn trên lõi sắt,
lõi sắt gồm các lá thép mỏng ghép cách
điện với nhau, làm bằng đồng có điện trở
nhỏ và cách điện với lõi.
HS : Nối với nguồn điện.
HS : Nối với tải tiêu thụ.
Hoạt động 4 :
HS : Khi bỏ qua sự mất mát từ thông.
HS : Khi bỏ qua điện trở của các cuộn dây.
HS : Khi hao phí năng lượng trong biến thế
có thể bỏ qua.
Hoạt động 5 :
HS : Tìm hiểu ý nghóa vật lý của các đại
lượng R, P, U, cos ϕ , ∆P
HS : Giảm R của đường dây, thay đổi U
điện đi qua R trong hai trường hợp trên ?
GV : Máy biến thế là gì ?
GV : GV cho học sinh quan sát các loại
máy biến thế thường dùng trong đời sống
hoặc trong kó thuật bằng hiện vật, mô hình
hoặc bằng tranh ảnh.
GV : Máy biến thế có mấy vòng dây ?
GV : Hai cuộn dây có đặc điểm gì ?
GV : Các vòng dây được quấn ở đâu ?
GV : Lõi sắt này được cấu tạo như nào ?
GV : Các cuộn dây được cấu tạo như thế
nào ?
GV : Thế nào là cuộn sơ cấp ?
GV : Thế nào là cuộn thứ cấp ?
GV : Khi nào viết được công thức
1 1
2 2
E n
E n
=
GV :Khi nào viết được công thức
1 1
2 2
U n
U n
=

GV :Khi nào viết được công thức
1 2
2 1
U I
U I
=
đúng
GV : Hướng dẫn học sinh thành lập biểu
thức : ∆P = R
2
2
( cos )
P
U
ϕ
GV : Có mấy cách giảm ∆P ?
IV / NỘI DUNG :
1. Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
Phương pháp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều là phương pháp biến đổi dòng điện
xoay chiều thành dòng điện một chiều.
a) Chỉnh lưu một nửa chu kì.
Chỉ ở những nửa chu kì có u
AB
> 0 thì điôt mới cho dòng đi qua.
- 9 -
Hình 44.2 Đường biểu diễn cường độ dòng điện sau khi chỉnh lưu một nửa chu kì
b) Chỉnh lưu hai nửa chu kì
Trong một nửa chu kì u
AB
> 0, các điốt D
2
và D
4
không cho dòng đi qua. Dòng điện
chạy theo đường AMNRQPB. Trong nửa chu kì tiếp theo, u
AB
< 0, các điôt D
1
và D
3
không
cho dòng đi qua. Dòng điện chạy theo đường BPNRQMA.
Hình 44.4 Đường biểu diễn cường độ dòng điện sau khi chỉnh lưu hai nửa chu kì
2. Máy biến thế
Máy biến thế là thiết bò làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để tăng
hoặc giảm hiệu điện thế xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó.
a) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Máy biến thế gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín. Lõi
thường làm bằng các lá sắt hoặc thép pha silic, ghép cách điện với nhau để giảm hao phí
điện năng do dòng Phu-cô. Các cuộn dây thường làm bằng đồng để có điện trở nhỏ và
được cách điện với lõi.
Một trong hai cuộn của máy biến thế được nối với nguồn điện xoay chiều, được gọi
là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu thụ, được gọi là cuộn thứ cấp. Dòng điện
xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất
hiện trong cuộn thứ cấp một suất điện động xoay chiều. Nếu mạch thứ cấp kín thì có dòng
điện chạy trong cuộn thứ cấp.
b) Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua máy biến thế.
Suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của nó :
1 1
2 2
e n
e n
=
(44.1)
1 1
2 2
n
n
=
E
E
(44.2)
U
1
= E
1
, U
2
= E
2
1 1
2 2
U n
k
U n
= =
(44.3)
- 10 -
Nếu k < 1 thì ta gọi máy biến thế là máy tăng thế, ngược lại, nếu k > 1 ta gọi máy
biến thế là máy hạ thế. Nếu các hao phí điện năng trong biến thế không đáng kể thì công
suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp có thể coi bằng nhau.
U
1
I
1
= U
2
I
2
(44.4)
Hay
2 1
1 2
I U
I U
=
3. Truyền tải điện
Gọi R là điện trở đường dây, P là công suất truyền đi, U là hiệu điện thế ở nơi phát,
cosϕ là hệ số công suất của mạch điện thì công suất hao phí trên dây là :
∆P = RI
2
∆P = R
2
2
( cos )
P
U
ϕ
(44.6)
Đối với một hệ thống truyền tải điện với cosϕ và P xác đònh, có hai cách giảm ∆P.
Cách thứ nhất : giảm điện trở R của đường dây. Đây là cách tốn kém vì phải tăng
tiết diện của dây, do đó tốn nhiều kim loại làm dây và phải tăng sức chòu đựng của các cột
điện.
Cách thứ hai : tăng hiệu điện thế U ở nơi phát điện và giảm hiệu điện thế ở nơi tiêu
thụ điện tới giá trò cần thiết. Cách này có thể thực hiện đơn giản bằng máy biến thế, do đó
được áp dụng rộng rãi.
V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 45
- 11 -
Tiết 58 :
Bài 45 : BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU
I- MỤC TIÊU
• Biết vận dụng các công thức và dùng giản đồ vectơ để giải các bài toán về mạch
điện xoay chiều nối tiếp.
• Giải được các bài tập đơn giản về máy điện và sự truyền tải điện.
- 12 -
- 13 -
- 14 -

Xem chi tiết: GA Lý 12-Chuẩn-HK2