Vật lí lớp 12 - Tiết: 21 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Phát biểu định nghĩa dòng điện xoay chiều - Viết biểu thức tức thời dòng điện xoay chiều - Nêu ví dụ đồ thị cường độ dòng điện tức thời, đồ thị đại lượng cường độ dòng điện cực đại, chu kì - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều - Viết biểu thức cơng suất tức thời dịng điện xoay chiều chạy qua điện trở - Phát biểu định nghĩa viết biểu thức I, U b) Về kỹ năng: - Vận dụng kiến thức học để giải số tập đơn giản c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc, chăm học tập Chuẩn bị GV HS: a) Chuẩn bị GV: - Mô hình đơn giản máy phát điện xoay chiều - Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn hình đồ thị theo thời gian cường độ dịng điện xoay chiều (nếu có thể) b) Chuẩn bị HS: Ôn lại: - Các khái niệm dòng điện chiều, dòng điện biến thiên định luật Jun - Các tính chất hàm điều hồ (hàm sin hay cosin) Tiến trình dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) a) Kiểm tra cũ: (0 phút) Kiểm tra giảng b) Dạy nội dung mới: Hoạt động (1 phút): Giới thiệu nội dung chương III - Các nội dung chương: + Các tính chất dòng điện xoay chiều + Các mạch điện xoay chiều bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen + Cơng suất dịng điện xoay chiều + Truyền tải điện năng; biến áp + Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha + Các động điện xoay chiều Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu khái niệm dịng điện xoay chiều Hoạt động GV - Dòng điện Hoạt động Kiến thức HS - Dịng điện chiều khơng đổi chạy theo gì? I Khái niệm dịng điện chiều với cường xoay chiều độ khơng đổi - Là dịng điện có  Dịng điện xoay - HS ghi nhận định nghĩa dòng cường độ chiều hình sin điện xoay chiều biến thiên biểu thức tuần hồn với thời gian theo - Cường độ dịng - Dựa vào biểu thức i cho ta biết điện thời điểm t quy luật hàm số sin hay cosin, điều gì? C2 với dạng tổng - Y/c HS hoàn a 5A; 100 quát: thành C2 rad/s; 1/50s; + Hướng dẫn HS 50Hz; /4 rad + ) dựa vào phương b 2 A; 100 * i: giá trị trình tổng quát: i = rad/s; 1/50s; Imcos(t + ) 50Hz; -/3 rad  Từ   2 f  2T  2 T  ,  f 2 i = Imcos(t cường độ dòng điện c i = thời điểm t, cos(100t  gọi giá trị tức ) A thời i  A; 100 - Y/c HS hoàn thành C3 i = Imcos(t + )  2 T I m  I mcos(  ) T   cos(  )   cos0 rad/s; 1/50s; (cường độ tức thời) 50Hz;   rad * Im > 0: giá C3 trị cực đại T T T 3T T  k  k 8 2 Khi T t i i (cường độ cực đại)      rad  chọn = Im     rad Vậy: *  > 0: tần  i  I mcos(t  ) t=0 i  I m cos  Im  số góc   2 f  2 T f: tần số i T: chu kì i * (t + ): pha i * : pha ban đầu Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu ngun tắc tạo dịng điện xoay chiều Hoạt động Hoạt động GV HS - Xét cuộn - HS theo Kiến thức II Nguyên tắc dây dẫn dẹt hình dẫn dắt trịn, khép kín, GV để tìm quay quanh trục hiểu nguyên cố định đồng tạo dòng điện xoay chiều - Xét cuộn phẳng với cuộn tắc tạo dịng dây dẫn dẹt hình điện xoay trịn, khép kín, dây đặt từ chiều trường r B có quay quanh trục cố định đồng phương  với phẳng với cuộn trục quay dây đặt từ trường r B có phương  với trục - Biểu thức từ quay  thông qua diện r B tích S đặt r B  từ trường đều? r n r B  - Giả sử lúc t = 0, - Ta có nhận xét =0 suất điện  = NBScos - Lúc t >   = động cảm ứng với xuất cuộn dây? r r   ( B, n )   biến t, từ thông qua cuộn dây: thiên theo thời  = NBScos = gian t NBScost với N số vòng - Suất điện dây, S diện tích động cảm ứng vịng - Ta có nhận xét biến theo theo -  biến thiên về cường thời gian theo thời gian t độ dòng điện nên cuộn xuất dây xuất suất cuộn dây? điện động cảm ứng: - Cường độ e  d  NBS sin t dt dòng điện biến - Nếu cuộn dây  Nguyên tắc thiên điều hồ kín có điện trở R tạo dịng điện  cuộn cường độ dịng xoay chiều? dây xuất điện cảm ứng cho - Thực tế dòng điện bởi: máy phát điện xoay chiều người ta để cuộn i NBS sin t R Vậy, cuộn dây đứng yên - Dùng máy dây xuất cho nam châm phát điện xoay dòng điện xoay (nam châm điện) chiều, dựa vào chiều với tần số quay trước cuộn tượng góc  cường dây Ở nước cảm ứng điện độ cực đại: ta f = 50Hz từ Im  NBS R Nguyên tắc: dựa vào tượng cảm ứng điện từ Hoạt động (13 phút): Tìm hiểu giá trị dụng Hoạt động Hoạt động Kiến thức GV HS - Dòng điện xoay - HS ghi nhận III Giá trị chiều có tác giá trị hiệu hiệu dụng dụng nhiệt dòng điện dụng dòng - Cho dòng điện xoay điện xoay chiều chiều chiều i = Imcos(t + ) chạy qua R, - p biến thiên cơng suất tức tuần hồn theo thời tiêu thụ - Ta có nhận xét R thời gian công suất p?  có tên cơng suất tức thời p = Ri2 = RI2mcos2(t + ) - Giá trị trung bình p chu kì: p  RI m cos2 t - Kết tính tốn, giá trị trung bình cơng suất chu kì (cơng suất trung bình): Pp RI m - Đưa dạng giống cơng thức Jun cho dịng điện khơng đổi: P = RI2 Nếu ta đặt: I2  - HS nêu định Im Thì I nghĩa - Cường độ hiệu dụng gì? U Um , E Em Im I: giá trị hiệu dụng cường độ dòng - Do vậy, biểu thức hiệu điện hiệu dung, suất điện điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng) động hiệu dụng cho công thức nào? - Lưu ý: Sử dụng giá trị hiệu dụng đa số công thức AC có dùng dạng cơng thức tương ứng * Định nghĩa: (Sgk) Ngoài ra, dòng điện xoay chiều, đại lượng hiệu điện thế, suất điện động, DC cường độ điện + Các số liệu ghi trường, … thiết bị hàm số điện giá trị sin hay cosin hiệu dụng thời gian, + Các thiết bị đo mạch điện xoay chiều chủ yếu với đại lượng Giá trị cực đại Giá trị = hiệu dụng đo giá trị hiệu dụng c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - GV nhắc lại kiến thức trọng tâm d) Hướng dẫn học sinh tự học nhà: (2 phút) - Trả lời câu hỏi sgk - Làm tập sbt * RÚT KINH NGHIỆM ... HS - Dòng điện xoay - HS ghi nhận III Giá trị chiều có tác giá trị hiệu hiệu dụng dụng nhiệt dòng điện dụng dòng - Cho dòng điện xoay điện xoay chiều chiều chiều i = Imcos(t + ) chạy qua R, -. .. động điện xoay chiều Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều Hoạt động GV - Dòng điện Hoạt động Kiến thức HS - Dịng điện chiều khơng đổi chạy theo gì? I Khái niệm dịng điện chiều. .. Thực tế dòng điện bởi: máy phát điện xoay chiều người ta để cuộn i NBS sin t R Vậy, cuộn dây đứng yên - Dùng máy dây xuất cho nam châm phát điện xoay dòng điện xoay (nam châm điện) chiều, dựa