Vật lí lớp 12 - Tiết: 28 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất. - Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp. b) Về kỹ năng: - Vận dụng được kiến thức đã học để giải một số bài tập đơn giản. c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập. 2. Chuẩn bị của GV và HS: a) Chuẩn bị của GV: - Thí nghiệm tìm các tính chất, hệ thức cơ bản của một máy biến áp (loại dùng cho HS). b) Chuẩn bị của HS: - Ôn lại về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ. 3. Tiến trình bài dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) a) Kiểm tra bài cũ: (5 phút) Câu hỏi: - Viết công thức tính công suất điện trong mạch xoay chiều, cho biết ý nghĩa của hệ số công suất. Đáp án: - CT:   p UICos   .   os R C Z   . - Ý nghĩa HSCS SGK. Hoạt động 1 (1 phút): Đặt vấn đề. - Truyền tải điện năng là vấn đề quan trọng của mỗi quốc gia. Làm thế nào giảm hao phí khi truyền tải? Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu về bài toán truyền tải điện năng đi xa. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Người ta sử dụng điện năng ở khắp mọi - HS ghi nhận nhu cầu của việc truyền tải điện I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa nơi, nhưng chỉ sản xuất điện năng trên quy mô lớn, ở một vài địa điểm. - Điện năng phải được tiêu thụ ngay khi sản xuất ra. Vì vậy luôn luôn có nhu cầu truyển tải điện năng với số lượng lớn, đi xa tới hàng trăm, hàng nghìn kilômet. - Công suất năng đi xa. P phát = U phát I phá phá phá phá 2 t 2 2 t 2 2 t t hp P R P RI R P U U    - Giảm R (không thực tế) hoặc tăng U phát (tăng U phát 10 lần thì P hp giảm 100 lần) có hiệu quả rõ rệt. - Công suất phát từ nhà máy: P phát = U phát I trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây. - Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây: phá phá phá phá    2 t 2 2 t 2 2 t t hp P R P RI R P U U  Muốn giảm P hp ta phải giảm R (không thực tế) hoặc tăng U phát (hiệu quả). phát điện của nhà máy? - Gọi điện trở trên dây là R  công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây? - P phát hoàn toàn xác định  muốn giảm P hp ta phải làm gì? - Tại sao muốn giảm R, lại - Vì l R S   - Lúc “đưa” điện năng lên đường dây truyền tải  tăng điện áp. Tới nơi tiêu thụ  giảm điện áp. - Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp. phải tăng S và tăng khối lượng đồng?  Muốn giải quyết bài toán truyền tải điện năng đi xa ta cần phải làm gì? Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về máy biến áp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Máy biến áp là thiết bị dùng để làm gì? - Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu - Biến đổi điện áp (xoay chiều). - HS đọc Sgk và nêu cấu II. Máy biến áp - Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều). cấu tạo của máy biến áp. - Bộ phận chính là một khung sắt non có pha silic gọi là lõi biến áp, cùng với hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm quấn trên hai cạnh đối diện của khung. - Cuộn D 1 có N 1 vòng được nối với nguồn phát tạo của máy biến áp. - Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch. - Số vòng dây ở hai cuộn 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp * Cấu tạo: (Sgk) * Nguyên tắc hoạt động - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn. U 1 U 2 D 2 D 1 điện  cuộn sơ cấp. - Cuộn D 2 có N 2 vòng được nối ra cơ sở tiêu thụ điện năng  cuộn thứ cấp. - Nguồn phát tạo ra điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp  có hiện phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N 1 > N 2 hoặc ngược lại. - Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra sự biến thiên từ thông trong - Gọi từ thông này là:  0 =  m cost - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:  1 = N 1  m cost  2 = N 2  m cost - Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e 2 : 2 2 m d e N sin t dt        - Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm tượng gì ở trong mạch? - Do cấu tạo hầu như mọi đường sức từ do dòng sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn thứ cấp, nói cách khác từ thông qua mỗi vòng dây của hai cuộn là như nhau.  Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp sẽ có biểu thức như thế nào? hai cuộn.  1 = N 1  0  2 = N 2  0 - Theo định luật cảm ứng điện từ, trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng. ứng điện từ. - Từ thông qua cuộn thứ cấp biến thiên tuần hoàn  có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn thứ cấp? - Ở hai đầu cuộn thứ cấp có 1 điện áp biến thiên tuần hoàn với tần số góc   mạch thứ cấp kín  I biến thiên tuần hoàn với tần số f. - Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. [...]... nào? điện áp - I2 khơng vượt q lấy ra một giá trị chuẩn để lớn hơn khơng q nóng do điện áp toả nhiệt (thường đưa o khơng q 55 C)  >1 vào 3 Hiệu suất của máy biến áp - Định nghĩa: (Sgk) máy biến áp làm việc - I1 rất bình thường nhỏ (I1 - Sự tổn hao điện - Trong hệ thức bên chỉ là gần đúng với  0)  năng trong một máy chứng biến áp gồm có: sai số dưới 10% tỏ máy + Nhiệt lượng Jun - Theo định nghĩa, biến. .. các kết - Hai tỉ số máy biến áp như thế quả nào, và mối liên hệ U2 U1 N2 N1 và ln bằng nhau: N2 U 2  N1 U1 giữa điện áp đặt vào và số vòng dây trên - Nếu mỗi cuộn dựa vào các N2 N1 số liệu đo được trên tăng áp các dụng cụ đo - Nếu > 1: máy - Nếu N2 N1 >1 U2 U1 sẽ - HS ghi các N2 N1 < 1: máy hạ áp như thế nào? kết quả - Khi một máy biến từ thực áp ở chế độ khơng - Khi mạch thứ cấp nghiệm tải, thì... của máy biến áp là gì? Hoạt động 4 (10 phút): Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp Hoạt Hoạt động của GV động Kiến thức cơ bản của HS - Giới thiệu máy biến - HS 2 Khảo sát thực áp và vẽ sơ đồ khảo cùng nghiệm một máy sát tiến biến áp hành thực - Thí nghiệm 1, ta sẽ khảo sát xem trong chế độ khơng tải tiêu A1 ~ A2 V1 V2 K R nghiệm và ghi nhận a Thí ghiệm 1: Khố K ngắt (chế độ khơng tải) I2 = 0 thụ điện. .. (V.A) - HS ghi nhận định nghĩa - HS trình bày các ngun nhân Hoạt động 5 (3 phút): Tìm hiểu về ứng dụng của máy biến áp Hoạt động của Hoạt động của Kiến thức cơ GV - Y/c HS nêu các HS - HS nghiên ứng dụng của máy cứu Sgk và biến áp bản III Ứng dụng của những hiểu biết máy biến áp của mình để 1 Truyền tải nêu các ứng điện năng dụng 2 Nấu chảy kim loại, hàn điện c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - GV nhắc... Theo định nghĩa, biến áp trong các cuộn dây hiệu suất của một hầu + Nhiệt lượng Jun máy biến áp là tỉ số như sinh ra bởi dòng (tính ra %): khơng điện Fu-cơ công suất tiêu thụ ở mạch thứ cấp công suất đưa vào ở mạch sơ cấp tiêu thụ - Y/c HS nghiên cứu điện năng Sgk và trình bày sự tổn hao điện năng - Khi I2 trong một máy biến  0 thì áp gồm những I1 tự ngun nhân nào? động - Với các máy khi tăng làm việc... hầu như , xử lí khơng tiêu thụ điện ngắt (I2 = 0), khi ta thay đổi U1  I1 thay số liệu năng đổi như thế nào? và nêu b Thí ghiệm 2: các Khố K đóng (chế nhận độ có tải) - Thí nghiệm 1: Khố xét K đóng (chế độ có - Khi I2  0 thì I1 tự tải) Trong thí động tăng lên theo nghiệm này ta sẽ I2 khảo sát để xem giữa U 2 I 1 N2   U1 I 2 N1 các giá trị I, U, N của U2 U1 các cuộn dây liên hệ  U2 > - Kết luận:... mình để 1 Truyền tải nêu các ứng điện năng dụng 2 Nấu chảy kim loại, hàn điện c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - GV nhắc lại kiến thức trọng tâm d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút) - Trả lời câu hỏi trong sgk - Làm bài tập trong sgk * RÚT KINH NGHIỆM  . Vật lí lớp 12 - Tiết: 28 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy. - Máy biến áp là thiết bị dùng để làm gì? - Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu - Biến đổi điện áp (xoay chiều). - HS đọc Sgk và nêu cấu II. Máy biến áp - Là những thiết bị có khả năng biến. giảm R, lại - Vì l R S   - Lúc “đưa” điện năng lên đường dây truyền tải  tăng điện áp. Tới nơi tiêu thụ  giảm điện áp. - Kết luận: Trong quá trình truyền tải điện năng, phải