ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC GIÁO DỤC KẾ HOẠCH DẠY HỌC Bài 30: Máy phát điện xoay chiều Sinh viên : Dương Thị Ngọc Lớp : QH2014-S Sư phạm Vật lý Mã sinh viên : 14010110 Hà Nội – 2018 Bài 30: Máy phát điện xoay chiều MỤC TIÊU DẠY HỌC Sau khi học xong, người học có khả năng: Kiến thức: Phát biểu được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều Mô tả được cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha. Xác định được giá trị điện áp trên các tải của máy phát điện xoay chiều ba pha khi mắc hình sao và hình tam giác. Kỹ năng: Vẽ được mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha. Xác định được các bộ phận chính của máy phát điện và nêu các chức năng của từng bộ phận đó. Tính điện áp trên các tải tiêu thụ. CHUẨN BỊ GV : hình ảnh máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, sơ đồ mạch điện nối nguồn hình sao, tam giác với các tải tiêu thụ HS : ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp 11. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Tìm hiểu về hoạt động của máy phát điện xoay chiều. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản -Cho HS nghiên cứu mô hình máy phát điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào nguyên tắc nào? Có mấy cách tạo ra suất điện động xoay chiều? Nêu rõ từng cách. -HS nghiên cứu từ mô hình, thảo luận và trả lời. I.Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều -Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua 1 vòng day biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều. -Có 2 cách tạo ra suất điện động xoay chiều: a. Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường. b. Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định. Hoạt động 2: Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều 1 pha. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Cho HS quan sát máy phát điện xoay chiều 1 pha Nó cấu tạo như thế nào? Vai trò của từng bộ phận? -HS nghiên cứu và trả lời II.Máy phát điện xoay chiều 1 pha. Cấu tạo: -Phần cảm: tạo ra từ trường (nam châm điện - vĩnh cửu) -Phần ứng: tạo suất điện động (cuộn dây, khung dây) Một trong hai phần đứng yên gọi là Stato, quay quanh trục gọi là Roto. Hoạt động: +Khi Roto quay, từ thông qua cuộn dây biến thiên, trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng, suất điện động này được đưa ra ngoài để sử dụng. +Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f = np trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực Hoạt động 3: Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều 3 pha. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản -Giới thiệu về hệ 3 pha. -Cho HS quan sát máy phát điện xoay chiều 3 pha. Y/c HS nêu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha. Nếu cuộn thứ nhất có suất điện động xoay chiều: ε1= εpcos(ωt) thì cuộn thứ hai và ba có suất điện động xoay chiều như thế nào? Giới thiệu cho HS 2 cách mắc nguồn xoay chiều 3 pha: mắc hình sao, mắc hình tam giác. -Trình bày điện áp pha và điện áp dây. -Hệ 3 pha có những ưu việt gì? -HS ghi nhận về hệ 3 pha. -2 phần: +Phần cảm: Nam châm +Phần ứng: 3 cuộn dây. -3 cuộn dây giống hệt nhau và đặt lệch nhau 2π/3 nên: ε2= εpcos(ωt - ) ε3= εp.cos(ωt + ) -HS quan sát và trình bày hai cách mắc. -HS ghi nhận các khái niệm điện áp pha và điện áp dây. -HS thảo luận và liên hệ thực tế để tìm những ưu việt của hệ ba pha. III.Máy phát điện xoay chiều ba pha. -Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện ba pha, động cơ ba pha. 1.Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha. -Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau 2π/3 từng đôi một. a. Cấu tạo: Phần cảm (Roto) : 1 NC đơn Phần ứng (Stato) : 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau 2π/3. Độc lập nhau. b. Hoạt động: Pha 1: ε1= εpcos(ωt) Pha 2: ε2= εpcos(ωt - ) Pha 3: ε3= εp.cos(ωt + ) Khi Roto quay đều làm cho các cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng xoay chiều, các suất điện động này có cùng tần số, cùng biên độ và lệch nhau 2π/3. 2.Cách mắc mạch 3 pha. a.Mắc hình sao + X ≡ Y ≡ Z ≡ O +A ≠ B ≠ C 4 dây ra Cách 1: Dùng 1 dây pha – dây trung hòa Up Cách 2: Dùng 2 dây pha Ud Ud = Up b.Mắc hình tam giác + X nối với B + Y nối với C + Z nối với A TẢI ĐỐI XỨNG Ba dòng trong 3 cuộn dây máy phát: cùng biên độ, cùng tần số và lệch nhau 2π/3 từng đôi một. Dòng điện trong tải và trong cuộn tương ứng là giống nhau.. Các dòng trong dây pha có hiệu dụng Id = Ip 3.Những ưu việt cả hệ ba pha. -Tiết kiệm dây dẫn. -Cung cấp điện cho các động cơ 3 pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản -Nêu một số câu hỏi cho HS trả lời. -Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. -HS trả lời. -Nêu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều? -Trình bày cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha? RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. GIÁO ÁN TRÌNH CHIẾU 7