bai 46 may bien ap 1 pha

TG

Hoạt động của GV và HS

Nội dung

GV: Nguồn điện ở nhà các em có điện áp là 220V. Làm thế nào em có thể sử dụng quạt điện 110V? Để giải quyết vấn đề này em cần có máy biến áp để biến đổi điện áp từ 220V xuống 110V.

GV hỏi: Chức năng của máy biến áp là gì?

HS trả lời: Chức năng: Dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều một pha.

9’

GV: Vậy để biết được cấu tạo của máy biến áp một pha như thế nào? Nhiệm vụ của các bộ phận ra sao? Chúng ta cùng nghiên cứu phần 1

*Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo máy biến áp một pha

GV: Quan sát mô hình trên bảng kết hợp nghiên cứu (SGK – 158) cho biết:

GV hỏi: Theo em máy biến áp một pha có máy bộ phận chính?

HS trả lời: Có 2 bộ phận:

-Lõi thép

- Dây quấn

GV: Kết luận:có 2 bộ phận chính.        

GV hỏi: Ngoài những bộ phận chính máy biến áp còn có những bộ phận nào ?

HS trả lời: Ngoài ra còn có vỏ máy trên mặt có gắn đồng hồ đo điện, đèn tín hiệu và các núm điều chỉnh

GV : Để biết được lõi thép được làm bằng vật liệu gi? Chức năng của nó như thế nào chúng ta cùng nhau nghiên cứu phần a

GV : Nghiên cứu (SGK – 159) cho biết:

GV hỏi: Lõi thép được làm bằng vật liệu gì?

HS Trả lời: - Được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện…

GV nhậnk xét và kết luận:

GV hỏi: Lõi thép được dùng để làm gì?

HS Trả lời: Dùng để dẫn từ cho máy biến áp.

GV: Nhận xét kết luận

GV hỏi: Tại sao người ta không sử dụng cả khối sắt lớn để làm lõi mà phải sử dụng các lá thép ghép lại với?

HS trả lời: Hạn chế dòng điện xoáy (Dòng Foucalt) cảm ứng trong lõi thép, giảm bớt được tổn hao công suất điện trong lõi thép.

GV: Nhận xét bổ sung

1. Cấu tạo

a. Lõi thép

- Được làm bằng các lá thép kĩ thuật điện (dày từ 0,35 – 0,5mm có lớp cách điện bên ngoài) ghép lại thành một khối.

-Dùng để dẫn từ cho máy biến áp

Trong các máy biến áp và động cơ điện, lõi sắt của chúng nằm trong từ trường biến đổi. Trong lõi có các dòng điện Foucault xuất hiện. Năng lượng của các dòng Foucault bị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanh bị nóng, một phần năng lượng bị hao phí và làm giảm hiệu suất máy.

Để giảm tác hại này, người ta phải giảm dòng Foucault xuống. Muốn vậy, người ta tăng điện trở của các lõi. Người ta không dùng cả khối sắt lớn làm lõi mà dùng nhiều lá sắt mỏng được sơn cách điện và ghép lại với nhau sao cho các lát cắt song song với chiều của từ trường. Dòng điện Foucault do đó chỉ chạy trong từng lá mỏng. Vì từng lá đơn lẻ có kích thước nhỏ, do đó có điện trở lớn, nên cường độ dòng điện Foucault trong các lá đó bị giảm đi nhiều so với cường độ dòng Foucault trong cả khối sắt lớn. Vì vậy, năng lượng điện bị hao phí cũng giảm đi. Đó là lý do tại sao các máy biến thế truyền thống thường dùng các lõi tôn silic (sắt silic) được cán mỏng bởi chúng có điện trở suất sẽ làm giảm thiểu tổn hao do dòng Foucault; hoặc các lõi biến thế hiện nay sử dụng các vật liệu từ mềm đặc biệt là hợp kim tinh thể nano có điện trở suất cao. Trong kỹ thuật cao tần và siêu cao tần, người ta bắt buộc phải sử dụng lõi dẫn từ là các vật liệu gốm ferit có điện trở suất cao làm tổn hao Foucault được giảm thiểu.

Dòng Foucault không phải là chỉ có hại. Nó cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như luyện kim, đệm từ trường, phanh từ trường ...

GV:Chúng ta đã vừa nghiên cứu xong phần 1 lõi thép. Vậy để biết được dây quấn được làm bằng vật liệu gì? Có mấy loại dây quấn ta chuyển sang phần b

GV:Nghiên cứu (SGK – 159) cho biết:

GV hỏi: Dây quấn được làm bằng vật liệu gì? Vì sao?

HS trả lời: Dây quấn được làm bằng dây điện từ, vì dây này mềm

b. Dây quấn

- (SGK – 159)

14’

, có độ bền cơ học cao, khó đứt, dẫn điện tốt.

GV: Nhận xét, bổ sung.

Giữa các vòng dây có cách điện với nhau và cách điện với lõi thép.

GV: Quan sát vào hình trên bảng kết hợp với quan sát hình 46.3 và nội dung SGK (SGK – 159)

GV: Cho HS thảo luận theo bàn trong 2’

GV hỏi: Máy biến áp một pha có mấy loại dây quấn? Cho biết sự khác biệt giữa các dây đó?

HS: Thảo luận trong 2’

GV: Thông báo hết giờ, yêu cầu đại diện nhóm trả lời, nhóm khác bổ sung

HS:  Máy biến áp một pha thường có 2 loại dây quấn:

-  Dây quấn nối với nguồn điện có điện áp U1 gọi là dây quấn sơ cấp, có N1 vòng dây

- Dây quấn lấy điện ra sử dụng có điện áp U2 gọi là dây quấn thứ cấp, có N2 vòng dây

GV: Chúng ta đã vừa nghiên cứu xong về cấu tạo của máy biến áp. Vậy máy biến áp có cấu tạo như vậy thì nguyên lí làm việc của nó ra sao? Chúng ta cùng nghiên cứu phần 2

*Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lí của máy biến áp

GV: các em quan sát vào hình trên bảng kết hợp với quan sát hình 46.4 (SGK – 159) cho biết:

GV hỏi: Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có nối trực tiếp với nhau về điện không ?

HS trả lời: Không, vì dây quấn sơ cấp và thứ cấp không nối trực tiếp với nhau

GV nhận xét và hỏi: Khi dòng điện vào dây quấn sơ cấp, ở 2 đầu cực ra của dây quấn thứ cấp sẽ có điện áp. Sự xuất hiện điện áp ở dây quấn thứ cấp là do hiện tượng gì?

 HS trả lời: Do hiện tượng cảm ứng điện từ

GV nhận xét bổ sung:- Hiện tượng cảm ứng điện từ do Faraday phát hiện năm 1831: Khi từ thông xuyên qua một vòng dây sẽ cảm ứng ra sức điện động.

2.Nguyên lí làm việc

-Sự  cảm ứng ra sức điện động ở dây quấn thứ cấp là nhờ sự biến thiên của từ thông xuyên qua dây quấn đó, vì thế máy biến áp làm việc với dòng điện xoay chiều, biến đổi điện áp xoay chiều

GV: Sau này các em lên lớp 9 sẽ được nghiên cứu kĩ hơn ở môn vật lí bài hiện tượng cảm ứng điện từ. Hôm nay chúng ta tìm hiểu qua để biết được nguyên lí làm việc của máy biến áp

GV nêu ra nguyên lí làm việc :Khi máy biến áp làm việc, điện áp đưa vào dây quấn sơ cấp là U1, trong dây quấn sơ cấp có dòng điện. Nhờ cảm ứng điện từ giữa dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp, điện áp lấy ra ở 2 đầu dây quấn thứ cấp là U2.

GV: Kết luận

GV hỏi: Từ công thức (1) hãy suy ra điện áp lấy ra ở thứ cấp U2?

HS:Trả lời

GV ghi lên bảng:

GV hỏi: Máy biến áp có U2 > U1 được gọi là máy biến áp gì?

HS trả lời : được gọi là máy biến áp tăng áp

GV ghi lên bảng:

- Nguyên lí làm việc : (SGK – 159)

- Tỉ số giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp bằng tỉ số vòng dây của chúng

                          (1)

k : hệ số biến áp

-Điện áp lấy ra ở thứ cấp U2 là:

                           (2)

-Máy biến áp  có  U2 > U1 được gọi là máy biến áp tăng áp.

GV còn trường hợp ngựơc lại,tăng áp hay giảm áp phụ thuộc vào số vòng dây N của máy biến áp.

GV: Yêu cầu HS làm bài tập (SGK – 160)

GV hỏi: Khi điện áp U1 thay đổi, muốn giữa điện áp đầu ra U2 không đổi ta phải làm gì?

HS trả lời: Dùng công tác chuyển mạch để điều chỉnh tăng hoặc giảm số vòng.

GV:Đưa ra ví dụ (SGK – 160). Yêu cầu HS nghiên cứu trong 2 phút, lên tóm tắt và giải nội dung ví dụ.

Một máy biến áp giảm áp có U1 = 220V, U2 = 110V, Số vòng dây N1 = 460 vòng, N2  = 230  vòng . Khi điện áp sơ cấp giảm, U1 = 160V, để giữ U2 = 110V không đổi, nếu số vòng dây N2 không đổi thì phải điều chỉnh cho N1 bằng bao nhiêu ?

HS: Nghiên cứu trong 2 phút và lên tóm tắt và giải bài toán.

GV:Thông báo hết thời gian. Yêu cầu HS lên

Giải.

HS: Tóm tắt;

U1 =220 (V), U2 =110 (V)

N1 = 460 (vòng), N2 = 230 (vòng),

U1’ = 160 (V)

N1’  =  ? (N2 không đổi)

Giải

Theo công thức:

GV: Nhận xét, kết luận

GV hỏi: Để giữ U2 không đổi khi U1 tăng, ta phải tăng hay giảm số vòng dây N1?

HS trả lời: Tăng số vòng dây N1

GV: Kết luận, bổ sung

-Máy biến áp  có  U2 < U1 được gọi là máy biến áp giảm áp

5’

5’

Để giữ U2 không đổi khi U1 giảm, ta phải giảm số vòng dây N1 giảm.

GV: Chúng ta vừa nghiên cứu xong nguyên lí làm việc của máy biến áp. Vậy để biết máy biến áp có những số liệu kĩ thuật nào chúng ta chuyển sang phần 3.

*Hoạt động 3: Tìm hiểu các số liệu kĩ thuật của máy biến áp

GV :Yêu cầu HS nghiên cứu (SGK - 160) cho biết:

Hỏi:Hãy kể tên các số liệu kĩ thuật của máy biến áp?

HS trả lời:

- Công suất định mức, đơn vị là VA (đọc là vôn ampe), kVA ( kilô vôn ampe)

- Điện áp định mức, đơn vị là V.

- Dòng điện định mức, đơn vị là A

GV: Để sử dụng máy biến áp làm việc tốt, bền lâu cần phải chú ý điều gì? Chúng ta cùng chuyển sang phàn 4

*Hoạt động 4: Tìm hiểu những lưu ý khi sử dụng máy biến áp.

GV: Máy biến áp một pha có cấu tạo đơn giản, sử dụng dễ dàng, ít hỏng, đùng để tăng hoặc giảm điện áp, được sử dụng nhiều trong gia đình và trong các đồ dùng điện và điện tử.

GV hỏi: Hãy  nêu công dụng của máy biến áp một pha ?

HS trả lời:

- Dùng để giữ điện áp thứ cấp  phù hợp với đồ dùng điện  khi điện áp sơ cấp thay đổi.

-Dùng để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều phù hợp với đồ dùng điện.

-Dùng cho các thiết bị đóng cắt, các thiết bị chuyên dùng, …

GV hỏi: Hãy nêu yêu cầu khi sử dụng máy biến áp?

- Điện áp đưa vào không lớn hơn điện áp định mức.

- Không để máy làm việc quá công suất định mức.

- Máy biến áp phải để nơi sạch sẽ, khô ráo, thoáng mát, ít bụi.

3.Số liệu kĩ thuật

- (SGK – 160)

4. Sử dụng

- (SGK - 160)

- Máy mới mua hoặc để lâu không sử dụng,  trước khi sử dụng phải dùng bút thử điện kiểm tra điện có rò ra vỏ hay không.