Giáo án Vật lý 12 bài 16: Truyền tải điện năng. Máy biến áp

BÀI 16 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG MÁY BIẾN ÁP I MỤC TIÊU Kiến thức: – Viết biểu thức điện hao phí đường dây tải điện, từ suy giải pháp giảm điện hao phí đường dây tải điện, tăng áp biện pháp triệt để hiệu – Phát biểu định nghĩa, nêu cấu tạo nguyên tắc làm việc máy biến áp – Viết hệ thức điện áp cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp máy biến áp – Viết biểu thức I cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp máy biến áp Kĩ năng: Vận dụng kiến thức giải số tập Thái độ: tích cực hoạt động học tập II CHUẨN BỊ Giáo viên: Thí nghiệm tìm tính chất, hệ thức máy biến áp (loại dùng cho HS) Học sinh: Ôn lại suất điện động cảm ứng, vật liệu từ III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra cũ Hoạt động GV Hoạt động HS Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều phụ thuộc đại lượng nào? Hoạt động 2: Tìm hiểu tốn truyền tải điện xa Nội dung Hoạt động GV Hoạt động HS – Người ta sử dụng điện – HS ghi nhận nhu cầu khắp nơi, sản việc truyền tải điện xuất điện quy mô xa lớn, vài địa điểm – Điện phải tiêu thụ sản xuất Vì ln ln có nhu cầu truyển tải điện với số lượng lớn, xa tới hàng trăm, hàng nghìn kilơmet I Bài tốn truyền tải điện xa – Cơng suất phát từ nhà máy: Pphát = UphátI I cường độ dòng điện hiệu dụng đường dây – Cơng suất hao phí toả nhiệt đường dây: – Công suất phát điện nhà máy? – Gọi điện trở dây R → công suất hao phí toả nhiệt đường dây? Nội dung Pphát = UphátI Php = RI = R Php = RI = R Pphá t U phát = Pphá t R Uphá t – Pphát hoàn toàn xác định → muốn giảm Php ta phải làm gì? Pphá t U phát = Pphá t R Uphá t → Muốn giảm Php ta phải giảm R (không thực tế) tăng Uphát (hiệu quả) – Giảm R (không thực tế) tăng Uphát (tăng Uphát 10 lần Php giảm 100 lần) có hiệu rõ rệt – Tại muốn giảm R, lại phải tăng S tăng khối lượng – Vì R = ρ l S đồng? → Muốn giải toán truyền tải điện xa ta cần phải làm gì? – Lúc “đưa” điện lên đường dây truyền tải → tăng điện áp Tới nơi tiêu thụ → giảm điện áp – Kết luận: Trong trình truyền tải điện năng, phải sử dụng thiết bị biến đổi điện áp Hoạt động : Tìm hiểu máy biến áp Hoạt động GV Hoạt động HS – Máy biến áp thiết bị dùng để – Biến đổi điện áp (xoay làm gì? Nội dung II Máy biến áp – Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu cấu tạo máy biến áp chiều) – HS đọc Sgk nêu cấu tạo máy biến áp – Là thiết bị có khả biến đổi điện áp (xoay chiều) Cấu tạo nguyên tắc máy biến áp * Cấu tạo: (Sgk) – Bộ phận khung sắt non có pha silic gọi lõi biến áp, với hai cuộn dây có điện trở nhỏ độ tự cảm quấn hai cạnh đối diện khung – Cuộn D1 có N1 vòng nối với nguồn phát điện → cuộn sơ cấp – Lõi biến áp gồm nhiều sắt mỏng ghép cách điện với để tránh dòng Fu-cơ tăng cường từ thơng qua mạch – Cuộn D2 có N2 vòng nối sở tiêu thụ điện → cuộn thứ cấp – Số vòng dây hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ máy mà N1 > N2 ngược lại U1 – Nguồn phát tạo điện áp xoay chiều tần số f hai đầu cuộn sơ cấp → có tượng mạch? – Dòng điện xoay chiều cuộn sơ cấp gây biến thiên từ thông hai cuộn – Do cấu tạo đường sức từ dòng sơ cấp gây qua cuộn thứ cấp, nói cách khác từ thơng qua vòng dây D1 D2 U2 * Nguyên tắc hoạt động – Đặt điện áp xoay chiều tần số f hai đầu cuộn sơ cấp Nó gây biến thiên từ thông hai cuộn của hai cuộn – Gọi từ thông là: → Từ thông qua cuộn sơ cấp thứ cấp có biểu thức nào? Φ0 = Φmcosωt Φ1 = N1Φ0 – Từ thông qua cuộn thứ cấp biến thiên tuần hồn → có tượng xảy cuộn thứ cấp? – Ở hai đầu cuộn thứ cấp có điện áp biến thiên tuần hồn với tần số góc ω → mạch thứ cấp kín → I biến thiên tuần hoàn với tần số f Φ2 = N2Φ0 – Từ thông qua cuộn sơ cấp thứ cấp: Φ1 = N1Φmcosωt Φ2 = N2Φmcosωt – Theo định luật cảm ứng điện từ, cuộn thứ cấp xuất suất điện động cảm ứng – Trong cuộn thứ cấp xuất suất điện động cảm ứng e2: e2 = − dΦ = N2ωΦ msinωt dt – Vậy, nguyên tắc hoạt động máy biến áp dựa vào tượng cảm ứng điện từ → Tóm lại, nguyên tắc hoạt động máy biến áp gì? – Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Hoạt động : Khảo sát thực nghiệm máy biến áp Hoạt động GV Hoạt động HS – Giới thiệu máy biến áp vẽ sơ đồ khảo sát A1 ~ A2 V1 V2 – HS tiến hành thực nghiệm ghi nhận kết Nội dung Khảo sát thực nghiệm máy biến áp K R a Thí ghiệm 1: Khố K ngắt (chế độ không tải) I2 = – Hai tỉ số – Thí nghiệm 1, ta khảo sát xem chế độ không tải tiêu thụ điện máy biến áp nào, mối liên hệ điện áp đặt vào số vòng dây cuộn dựa vào số liệu đo dụng cụ đo – Nếu N2 U2 >1→ N1 U1 nào? – Khi mạch thứ cấp ngắt (I2 = 0), ta thay đổi U1 → I1 thay đổi nào? – Thí nghiệm 1: Khố K đóng (chế độ có tải) Trong thí nghiệm ta khảo sát để xem giá trị I, U, N cuộn dây liên hệ với nào? – I2 không vượt giá trị chuẩn để khơng q nóng toả nhiệt (thường không 55oC) → máy biến áp làm việc bình thường – Trong hệ thức bên gần với sai số 10% – Theo định nghĩa, hiệu suất N2 U2 N1 U1 – HS ghi kết từ thực nghiệm, xử lí số liệu nhau: nêu nhận xét N U N1 – Nếu = U1 N2 > 1: máy tăng N1 áp U2 > → U2 > U1: điện U1 – Nếu áp lấy lớn điện áp đưa vào áp – I1 nhỏ (I1 ≈ 0) → chứng tỏ máy biến áp không tiêu thụ điện – Khi máy biến áp chế độ khơng tải, không tiêu thụ điện N2 < 1: máy hạ N1 b Thí ghiệm 2: Khố K đóng (chế độ có tải) – Khi I2 ≠ I1 tự động tăng lên theo I2 – Khi I2 ≠ I1 tự động tăng lên theo I2 U2 I N2 = = U1 I N1 – Kết luận: (Sgk) Hiệu suất máy biến áp máy biến áp tỉ số (tính %): – Định nghĩa: (Sgk) cô ng suấ t tiê u thụởmạch thứcấ p cô ng suấ t đưa o ởmạch sơ cấ p – HS ghi nhận định nghĩa – Y/c HS nghiên cứu Sgk trình bày tổn hao điện máy biến áp gồm nguyên nhân nào? (GIÃN TIẾT) – Sự tổn hao điện máy biến áp gồm có: + Nhiệt lượng Jun cuộn dây + Nhiệt lượng Jun sinh dòng điện Fu-cơ – Với máy làm việc bình thường (H > 98%), viết: U2I2 = U1I1 → công suất biểu kiến cuộn thứ cấp xấp xỉ công suất biểu kiến cuộn sơ cấp Đơn vị (V.A) – HS trình bày nguyên + Toả nhiệt tượng từ trễ nhân Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng máy biến áp Hoạt động GV – Y/c HS nêu ứng dụng máy biến áp Hoạt động HS – HS nghiên cứu Sgk hiểu biết để nêu ứng dụng Nội dung III Ứng dụng máy biến áp Truyền tải điện Nấu chảy kim loại, hàn điện Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV – Nêu câu hỏi tập nhà – Yêu cầu: HS chuẩn bị sau Hoạt động HS Nội dung – Ghi câu hỏi tập nhà – Ghi chuẩn bị cho sau IV RÚT KINH NGHIỆM … 1: máy tăng N1 áp U2 > → U2 > U1: điện U1 – Nếu áp lấy lớn điện áp đưa vào áp – I1 nhỏ (I1 ≈ 0) → chứng tỏ máy biến áp không tiêu thụ điện – Khi máy biến áp chế độ không tải, khơng tiêu thụ điện. .. sử dụng thiết bị biến đổi điện áp Hoạt động : Tìm hiểu máy biến áp Hoạt động GV Hoạt động HS – Máy biến áp thiết bị dùng để – Biến đổi điện áp (xoay làm gì? Nội dung II Máy biến áp – Y/c HS đọc… Muốn giải toán truyền tải điện xa ta cần phải làm gì? – Lúc “đưa” điện lên đường dây truyền tải → tăng điện áp Tới nơi tiêu thụ → giảm điện áp – Kết luận: Trong trình truyền tải điện năng, phải

– Xem thêm –

Xem thêm: Giáo án Vật lý 12 bài 16: Truyền tải điện năng. Máy biến áp,

Source: https://vh2.com.vn
Category : Truyền Thông