Giáo án Vật lý 12 bài 17: Máy phát điện xoay chiều

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

NỘI DUNG

Hoạt động 1: “ Kiểm tra bài cũ và đặt vấn đề vào bài giảng mới”

GV: Yêu cầu hs lên bảng trả lời câu hỏi sau:

Máy biến áp là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp

Viết công thức biểu diễn mối liên hệ giữa điện áp, số vòng dây, cường độ dòng của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp.

HS: Lên bảng trả lời

GV: Nhận xét và đánh giá cho điểm

GV: Đặt vấn đề vào bài giảng mới như sgk

“ Các máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha; các phương pháp tạo ra dòng một chiều từ dòng điện xoay chiều, hầu như đã rất quen thuộc với chúng ta. Vậy máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào? Chúng ta cùng nhau nghiên cứu nội dung bài học hôm nay”

Hoạt động 2: “Nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha”

GV: Yêu cầu hs đọc tài liệu sạch giáo khoa và nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha

HS: Thực hiện yêu cầu của gv

GV: Yêu cầu hs tại chỗ trả lời

HS: Trả lời

GV: Nhận xét và chính xác hóa câu trả lời của hs

HS: Lắng nghe và ghi nhớ

GV: Chú ý cho hs công thức tính tần số của dòng điện xoay chiều

     f = p.n (Với n được tính bằng Vòng / giây)

     \(f = \frac{{p.n}}{{60}}\)  ( Với n được tính bằng Vòng / phút)

HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức

Hoạt động 3: “Nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha”

GV: Thông báo về máy phát điện xoay chiều 3 pha.

HS: Lắng nghe, ghi nhận và ghi nhớ

GV: Yêu cầu hs quan sát mô hình máy phát điện xoay chiều ba pha kết hợp đọc sách để nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha.

HS: Thực hiện theo yêu cầu của gv

GV: Nhận xét và chính xác hóa câu trả lời của hs

HS: Lắng nghe và ghi nhớ

GV: Trình bày kí hiệu máy phát điện xoay  chiều ba pha trong các sơ đồ mạch điện

HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức.

GV: Trình bày cách mắc mạch ba pha kiểu hình tam giác và hình sao

GV: Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát ra là dòng ba pha.

→ Chúng có đặc điểm gì? Nếu các tải là đối xứng → ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ.

HS: Lắng  nghe và ghi nhớ

GV: Hệ ba pha có những ưu việt gì?

HS: Trả lời

GV: Nhận xét và chính xác hóa vấn đề.

I- MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA

* Máy phát điện xoay chiều một pha gồm:

- Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay.

- Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn.

* Khi nam châm quay, từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f = p.n

trong đó: n (vòng/s)

p: số cặp cực.

Kết quả: Trong đó xuất hiện suất điện đỗngoay chiều hình sin cùng tần số f. Các cuộn dâydược nối với nhau sao cho các suất điện động trong các cuộn dâyluôn luôn cùng chiều, do đó luôn cộng lại với nhau.

II- MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

* Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 120⁰ từng đôi một.

1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

Máy phát điện xoay chiều ba pha gồm:

- ba cuộn dây hình trụ giống hệt nhau gắn cố định trên một đường tròn tại ba vị trí đối xứng( ba trục của ba cuộn dây đồng quy tại tâm O của đường tròn và lệch nhau 120⁰)

- Một nam châm NS có thể quay quanh trục O với tốc độ góc w không đổi

* Hoạt động: Khi nam châm quay. từ thong qua mỗi cuộn dây là ba hàm số sin của thời gian, cùng tần số góc w, cùng biên độ và lệch pha nhau \(\frac{{2\,\pi }}{3}\).

Theo pha-ra- đây, trong ba cuộn dây xuất hiện ba xuất điện động xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau  \(\frac{{2\,\pi }}{3}\).

*  Trong các sơ đồ mạch điện máy phát điện xoay chiều ba pha kí hiệu như hình vẽ

2. Dòng ba pha

- Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 120⁰ từng đôi một.

3. Những ưu việt của hệ ba pha

- Tiết kiệm dây dẫn.

- Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp.