Giáo án Vật lý 12 - Bài 16: Truyền tải điện năng, máy biến áp - Trường THPT Phan Bội Châu

Bài soạn Vật lí 12_ B	an cơ bản
Trường THPT Phan Bội Châu
Bài 16: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP
I_MỤC TIÊU:
1) Kiến thức:
Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện ; từ đó đưa ra những biện pháp làm giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó taưng 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 hệ thức giữa cường độ dòng điện hiệu dụng trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của máy biến áp.
2) Kĩ năng:
Dựa vào số vòng dây, nhận biết được cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của một máy tăng thế, máy giảm thế.
Hiểu được máy biến áp làm biến đổi điện áp(hoặc cường độ) của dòng điện xoay chiều, nhưng không làm thay đổi công suất của nó.
Làm được một số bài tập đơn giản về máy biến áp.
II_CHUẨN BỊ:
1) Giáo viên:
 Thí nghiệm tìm các tính chất, hệ thức cơ bản của một máy biến áp.
2) Học sinh:
 Oân lại về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ.
III_TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
Hoạt động 1 ( phút) : ỔN ĐỊNH TỔ CHỨC, KIỂM TRA BÀI CUõ
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Cán bộ lớp báo cáo với giáo viên về tình hình của lớp.
- Trình bày: 
Cảm kháng: ZL = 2pf.L = 10 W
Dung kháng: ZC = 1/2pf. C = 10 W
Vì ZL = ZC nên tổng trở của mạch: Z = R = 30 W
Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = U/R = 10/3 A
Công suất tiêu thụ của mạch: P = I2.R = 333 W
- Yêu cầu cán bộ lớp cho biết tình hình của lớp.
- Nêu câu hỏi: Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm có: R = 30 W , L = 5/p mH , C = 50/p µF cung cấp bởi điện áp hiệu dụng 100 V , f = 1 kHz . Hãy xác định công suất tiêu thụ và hệ số công suất.
- Nhận xét và cho điểm.
 Hoạt động 2 ( phút) : TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Nghe GV đặt vấn đề, suy nghĩ việc tính toán tìm công thức tính điện năng hao phí.
- Viết công thức tính công suất hao phí: 
Php = I2.r = r.P2/U2
 - Đề xuất các biện pháp giảm Php :
 + giảm r
 + giảm P
 + tăng U
- Vì r = z l/S , do đó để giảm r ta có thể: 
 + giảm z : chế tạo dây dẫn bằng các kim loại quý 
 => tốn kém.
 + giảm l : không được, do khoảng cách từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ điện là không đổi.
 + tăng S: làm dây to, tăng số cột => tốn kém.
- Đặt vấn đề: Các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa nơi tiêu thụ điện(khu công nghiệp, đô thị, khu dân cư,) vì thế cần phải xây dựng các đường dây truyền tải điện năng. Ta biết rằng dây dẫn bao giờ cũng có điện trở r , gây ra hao tổn điện năng theo hiệu ứng Jun-Lenx. Một vấn đề đặt ra là, làm thế nào để giảm thiểu hao tổn điện năng trên đường dây tải điện khi truyền tải điện năng từ nơi cung cấp đến nơi tiêu thụ. 
- Gợi ý: Công suất nguồn phát : P = U.I . Công suất hao phí trên đường dây tải điện?
- Nêu câu hỏi: Các biện pháp giảm Php ?
- Nhận xét: Vì nguồn phát không đổi nên P có giá trị xác định. Ta xem xét 2 biện pháp còn lại.
- Nêu câu hỏi: Có những cách nào để giảm r?
- Nhận xét: Biện pháp giảm r không khả thi. Như vậy ta chỉ có thể giảm Php bằng cách tăng điện áp U nơi sản xuất. Ngoài ra, để đảm bảo an toàn, ở nơi tiêu thụ phải giảm điện áp U. Biện pháp biến đổi điện áp có thể thực hiện dễ dàng nhờ máy biến áp mà ta sẽ nghiên cứu sau đây.
Hoạt động 3 ( phút) : MÁY BIẾN ÁP
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Phát biểu (SGK)
- Quan sát, nắm được cấu tạo của máy biến áp.
- Hiểu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
- Quan sát giáo viên mắc mạch điện, giới thiệu các dụng cụ, cách tiến hành.
- Ghi và xử lí số liệu:
 + Thí nghiệm 1: Mạch sơ cấp hở( I2 = 0). Ở mỗi lần GV tiến hành thí nghiệm, HS ghi các số liệu N1, N2, U1, U2 tương ứng, tính các thương số N2/ N1 ; U2 / U1.
 => KL: N2/ N1 = U2 / U1
 + Thí nghiệm 2:Mạch sơ cấp đóng (I2 K 0) . Tiến hành tương tự TN1, ghi thêm giá trị I1, I2 và tính giá trị I1/I2 ở mỗi lần TN.
 => KL: N2/ N1 = U2 / U1 = I1/I2 
- Nêu câu hỏi: Máy biến áp là gì?
- Giới thiệu nguyên tắc cấu tạo của máy biến áp.
- Trình bày nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
- Bố trí sẵn thí nghiệm hình 14.6 ;kiểm tra kĩ trước khi làm thí nghiệm.
- Tiến hành thí nghiệm vài lần. Yêu cầu HS ghi số liệu, tính toán và rút ra kết luận.
+ Lưu ý HS: N2 > N1 : máy tăng áp
 	N2 < N1 : máy hạ áp
- Nhận xét và kết luận.
Hoạt động 4 ( phút) : ỨNG DỤNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
Hiểu được tầm quan trọng của máy biến áp trong việc truyền tải điện năng và nấu chảy kim loại.
Máy biến áp có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong sản xuất.
Hoạt động 5 ( phút) : VẬN DỤNG, CỦNG CỐ
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Trình bày câu trả lời.
- Ghi nhận kiến thức.
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi SGK.
- Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 6 ( phút) : HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
Ghi nhớ lời dặn của GV.
- Giao các bài tập về nhà.
- Căn dặn HS chuẩn bị bài MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU.
IV.MỘT SỐ KINH NGHIỆM RÚT RA TỪ BÀI DẠY