TRÖÔØNG PTTH MAÏC ÑÓNH CHI  GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11
GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO  VAÄT LYÙ PB 11: 61 -1 /5
Tiết :
Bài 61: DÒNG ĐIỆN PHU - CÔ
I. MỤC TIÊU :
Hiểu được dòng điện PHU CÔ là gì , khi nào phát sinh dòng điện Phu Cô
Hiểu được cái lợi và hại của dòng điện Phu Cô
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề ..
III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Con lắc kim loại , nam châm điện
IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
PHẦN LÀM VIỆC CỦA GIÁO VIÊN
PHÂN PHỐI
THỜI GIAN NỘI DUNG GHI BẢNG TỔ CHỨC ,ĐIỀU KHIỂN
HOẠT ĐÔNG CỦA HỌC
SINH Ghi chú
1. Kiểm tra
bài cũ và kiến
thức cũ liên
quan với bài
mới
(3’)
1. Trả lời câu hỏi SGk
2. Làm bài tập 1,2,3, SGK
Kiểm tra và đánh giá
2. Nghiên
cứu bài mới 1. Dòng điện Phu-cô.
a) Thi nghiệm
Bố trí thí nghiệm như ở hình 61.1.
Cho tấm kim loại (đồng hay nhôm) dao động trong từ trường của
nam châm. Ta thấy tấm kim loại chỉ dao độnt trong khoảng thời
gain ngắn rồi ừng lại.
b) Giải thích:
Khi tấm kim loại dao động, nó cắt các đường sứac từ của nam
châm. Do đó trong tấm kim loại sinh ra các dòng điện cảm ứng.
Theo quy tắc Len-sơ, dòng điện cảm ứng trong tấm kim loại có
tác dụng ngăn cản sự chuyển động của chính tấm kim loại đó. Vì
vậy tấm kim loại dừng lại nhanh chóng.
Một khối vật dẫn đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian,
trong khối vật dẫn đó cũng sinh ra dòng điện cảm ứng trong lõi
Bài
này
g
ồm
hai
ục
v
ới
hai
n
dung
rõ
r
ệt
.
Mục thứ nhất nói về dòng điện Phu-cô. Mục thứ
hia nói về những trường hợp dòng Phu-cô là có
lợi và dòng Phu-cô là có hại. Những nội dung
nói trên chỉ trình bày ở mức độ định tính.
Dòng điện Phu-cô
Để đưa ra khái niệm về dòng điện Phu-cô, GV
làm thí nghiệm như trên Hình 61.1 SGK. Trước
khi làm thí nghiệm đó, GV nên cho tấm kim loại
K dao động mà không có nam châm, sau đó cho
K dao động nhiều lần liên tiếp, sờ tay vào còn có
thể nhận thấy K hơi ấm lên một chút.
Sau đó GV hướng dẫn để học sinh giải thích tại
sao trong thí nghiệm vừa rồi tấm kim loại K
TRÖÔØNG PTTH MAÏC ÑÓNH CHI  GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11
GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO  VAÄT LYÙ PB 11: 61 -2 /5
của máy biến thế.
Ta gọi dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi
vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ
trường biến đổi theo thời gian là dòng điện Phu-cô.
Đặc tính chung của các dòng điện Phu-cô là tính chất xoáy. Nói
cách khác các đường dòng của Phu-cô là tính chất xoáy. Nói
cách khác các đường cong kín trong khối vật dẫn. Thay tấm kim
loại liền khối trong thí nghiệm hinh 61.1 bằng tấm kim loại có
rãnh sẻ như hình 61.2 thì thấy tấm kim loại này dao động lâu
hơn, vì khiđó điện trở cũa tấm kim loại đối với dòng Phu-cô
tănglàm cho cường độ dòng Phu-cô giảm.
2 ) . Tác dụng của dòng điện Phu-cô
trong một số trường hợp dòng điện Phu-cô là cần thiết và có ích
, trong một số trường hợp khác dòng điện Phu-cô lại có hại.
a) Một vài ví dụ ứng dụng dòng Phu-cô
Tác động gây ra lực hãm của dòng Phu-cô trong một số trường
hợp là cần thiết. Người ta lợi dụng tác dụng này để hãm chuyển
động, nhất là chuyển động quay của một bộ phận nào đó trong
một số thiết bị máy móc hay dụng cụ. Chẳng hạn khi ta cân một
vật bằng cân nhạy thường là kim của cân dao động khá lâu. Để
tránh tình trangđó, người ta cho kim dao động giữa hai cực của
một na mchâm, dao động của kim sẽ tát khá nhanh.
Người ta cũng sử dụng tác dụng hãm của dòng Phu-cô trong
phanh điện từ ở các xe có tải trọng lớn.
Công tơ điện dùng trong giađìenh là một dụng cụ điện quen
thuộc, trong đó dòng Phu-cô có vai trò cần thiế. Kho dòng điện
qua cuộng dâytrong công tơ, nó sẽ sinh ra momen làm cho đĩa
kim loại của công tơ quay. Đĩa kim loại đặt giữa hai cực cũa một
nam châm hình chữ U. (hình 61.3) Khi đĩa kim loại quay, nó
sinh ra dòng điện Phu-cô trong đĩa. Dòng địên Phu-cô gây ra
momen cản tác dụng lên đĩa. Khi cân bằng giữa momen quay và
momen cản thì đĩa quay đều.
Khi ngắt dòng điện, mặc dù không còn momen quay tác dụng
lên đĩa nhưng đĩa vẫn tiếp tạuc quay vì có quán tính, khi đó dòng
điện Phu-cô các tác dụng làm cho đĩa ngừng quay một cách
nhanh chóng.
d
ừng
l
ại
nhanh
chóng
.
Mu
ốn
v
ậy
,
c
ần
g
ợi
ý
đ
ể
học sinh thấy khi K dao động giữa hai cực của
nam châm thì từ thông qua K biến đổi. Do đó,
trong tấm kim loại K có dòng điện cảm ứng.
Dòng điện cảm ứng này chạy ở bên trong khối
vật dẫn và s9ược gọi là dòng điện Phu-cô.
Theo quy tắc Len-xơ thì tù trường của dòng điện
Phu-cô có tác dụng chống lại dao động của tấm
kim loại K. Vì thế tấm kim loại dừng lại.
Thành thử việc cho học sinh giải thích thí
nghiệm đồng thời cũng là làm cho học sinh đưa
ra khái niệm dòng Phu-cô. Mặt khác, đây cũng
là dịp để học sinh vận dụng quy tắc Len-xơ vào
trường hợp thực tế cụ thể.
Cuối mục này SGK nêu thí nghiệm giống như
thí nghiệm trước nhưng thay tấm kim loại liền
khối bằng tấm kim loại có xẻ rãnh. Thí nghiệm
cho thấy, tấm kim loại có xẻ rãnh dao động lâu
hơn tấm kim loại liền khối. Để giải thích hiện
tương này GV cần chỉ ra sự khác nhau giữa tấm
kim loại liền khối và tấm kim loại có xẻ rãnhlà
địen trở đối với dòng điện Phu-cô ỏ hai tấm kim
loại đó. Điện trở của tấm kim loại liền khối đối
với dòng Phu-cô nhỏ hơn tấm kim loại có xẻ
rãnh. Vì vậy, tác dụng chống lại dao động của
dòng Phu-cô trong tấm kim loại liền khối cũng
lớn hơn tác dụng của dòng Phu-cô trong tấm
kim loại có xẻ rãnh.
Chú ý rằng, trong phòng thí nghiệm ở hình 61.1
SGK ta dùng nam châm vĩnh cửu hình chữ U.
tuy nhiên, trong bộ thí nghiệm thường dùng ở
nhà trường người ta người ta dùng nam châm
điện thay cho nam châm vĩnh cửu. Ngòai ra, ở
xà ngang của nộ thí nghiệm có thể treo được
đồng thời hai con lắc, một con lắc với tấm kim
loại liền khối và một con lắc với tấm kim loại có
TRÖÔØNG PTTH MAÏC ÑÓNH CHI  GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11
GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO  VAÄT LYÙ PB 11: 61 -3 /5
b) Một vài thí dụ về trường hợp dòng Phu-cô là có hại.
Nhiều thiết bị điện có cấu tạo dưới dạng một lõi sắt đặt trong
một ống dây có dòng điện xoay chiều chạy qua. Lõi sắt này có
tác sụng tăng cường từ trường. Dòng điện trong ống dây biến đổi
theo thời gian nên trong lõi s81t xuất hiện dòng điện Phu-cô. Sự
xuất hiện dòng điện Phu-cô trong trường hợp này là có hại. Thứ
nhất là nhiệt toả ra do dòng Phu-cô sẽ làm lõi sắt bị nóng có thể
làm hỏng máy. Thứ hai là dòng điện Phu-cô luôn luôn có xu
hướng chống lại nguyên nhân đã gây ra nó. Trong trường hợp
động cơ điện, nó chống lại sự quay của động cơ. Do đó nó làm
giảmcông suất của động cơ.
Để giảm tác dụng của dòng Phu-cô, người ta không dùng lõi sắt
dưới dạng khối liền mà dùng những là thép silic mỏng có phủ
lớp sơn cách điện gghép sát với nhau (hình 61.4).
Ngoài ra, những lá mỏng này lại được dặt song song với đưởng
sức từ. Làm như vậy điện trở của lõi sắt đối với dòng Phu-cô
tăng lên. Bằng cách đó tuy ta không khử được triệt để dòng Phu-
cô, nhưng cũng làm giảm cường độ của nó một cách đáng kể.
xẻ rãnh.
Lúc đầu, cho con lắc dao động nhưng chưa cho
dòng điện vào cuộn dây của nam châm điện. Sau
đó, cho dòng điện vào cuộn dây và điều chỉnh
sao cho khoảng cách giữa hai cực của nam châm
điện chỉ vào khoảng 1 – 1,5 cm. Bây giờ, cho
con lắc với tấm kim loại liền khối dao động, sẽ
thấy con lắc chỉ thực hiện được một vài dao
động rồi dừng lại.
Vì bộ thiết bị được chế tạo để có thể thực
hiệnnhiều thí nghiệm nên thực ra trong bộ thí
nghiệm này ta có một biến thế với lõi tháo lắp
được. Muốn tạo ra ột nam châm điện, ta chỉ cần
tháo một thanh thép của lõi biến thế và thay
bằng hai thanh thép ngắn để làm thành hai cực
của nam châm điện hình chữ U. Vì lí do đó nên
có thể điề chỉnh được khoảng cách giữa hai cực
của nam cham. Ngoài ra khi biến đổi biến thế
thành nam châm điện ta không cần cho dòng
điện vào cả hai cuộn dây của biến thế mà chỉ cần
cho dòng điện vào cuộn dây có số vòng ít hơn
cũng được.
Tác dụng của dòng điện Plu-cô
Trong một số trường hợp, dòng điện Phu-cô là
có ích và cần thiết. Trong một số trường hợp
khác dòng điện Phu-cô lại có hại
Về những trường hợp dòng Phu cô là cần thiết,
trong SGK nói kĩ hơn về công tơ điện, vì đó là
một dụng cụ điện hầu như gia đình nào cũng có.
Khi giảng dạy giai đoạn này GV nên chú ý rằng,
dòng điện qua công tơ điện là dòng điện xoay
chiều vì vậy trong đĩa nhôm xuất hiện dòng Phu-
cô.Ngoài ra cũng nên chú ý rằng, momen quay
và momen cản đều cho dòng điện Phu-cô trong
đĩa nhôm của công tơ sinh ra. Tuy nhiên, việc
giải thích sự sinh ra momen quay là rất phức tạp,
TRÖÔØNG PTTH MAÏC ÑÓNH CHI  GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11
GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO  VAÄT LYÙ PB 11: 61 -4 /5
vì thế SGK chỉ nói đến vai trò của dòng Phu-co
trong việc sinh ra momen cản. Về những trường
hợp dòng Phu cô là có hại, SGK có nói đến máy
biến thế. Chú ý rằng, ở lớp 9 học sinh đã được
học về cấu tạo (cu65n sơ cấp và cuộn thứ cấp)
và nguyên tắc hoạt độn của máy biến thế. Vì
vậy, ở đây GV chỉ nói riêng về cấu tạo của lõi
biến thế. Lõi biến thế gồm những lá thép silic
mỏng được ghép sát nhau chắc chắn và cách
điện với nhau. Làm như vậy, điện trở của lõi
biến thế đối với dòng Phu-cô cũng giảm, vì vậy
tác hại của dòng Phu-cô cũng giảm. Cũng không
nên quên rằng, máy biến thế ch3 được dùng đối
với dòng điện xaoy chiều và vì thế bao giờ củng
xuất hiện dòng Phu-cô.
GV cũng nên cho học sinh thấy rằng, thực ra
phương pháp ghép các lá thép cách điện với
nhau tạo thành một khối không chỉ dùng ở máy
biến thế mà nó cò được dùng ở nhiều trường hợp
khác. Nó chung, lõi thép trong các ống dây có
dòng điện biến đội theo thời gianđều được ghép
bằng các lá mỏng.
Người ta phải ghép các lá thép sao cho dòng
Phu-cô được sinh ra trong lõi thép sẽ bị các lớp
cách điện giữa các lá thép ngăn cản. Trong
trường hợp đó, điện trở của lõi thép tăng lên rất
lớn. Cách ghép các lá thép như trên hình 61.1a
Làm cho dòng Phu-cô yếu đi rất nhiều so với
cách ghép như trên hình 61.1b
Trả lới
TRÖÔØNG PTTH MAÏC ÑÓNH CHI  GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11
GV : ÑOÃ HIEÁU THAÛO  VAÄT LYÙ PB 11: 61 -5 /5
3. Củng cố
bài giảng
Dặn dò của
học sinh
(5’)
Yêu cầu nhắc lại :
Nhấn mạnh các nội dung quan trọng .
Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK
Chuẩn bị bài mới” “
HS tư lưc
