Giáo án Vật lý 12 - Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất

Tiết: 0	CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
	HỆ SỐ CÔNG SUẤT	
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức: 
- Phát biểu được định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều.
- Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất.
- Nêu được vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều.
- Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp.
2. Kĩ năng: 
3. Thái độ: 
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: 
2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về mạch RLC nối tiếp.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện không đổi là gì?
- Xét mạch điện xoay chiều như hình vẽ.
- Tại một thời điểm t, i trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó ® xem tại thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều ® công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t?
- Giá trị trung bình của công suất điện trong 1 chu kì:
- Trong đó có giá trị như thế nào?
- Còn là một hàm tuần hoàn của t, với chu kì bao nhiêu?
- Trong từng khoảng thời gian T/2 hoặc T, hàm cos(2wt + j) luôn có những giá trị bằng nhau về trị tuyệt đối, nhưng trái dấu tại thời điểm t, t + T/4
® Vậy 
p = ui
- Vì cosj không đổi nên 
- Chu kì ()
® P = UIcosj
I. Công suất của mạch điện xoay chiều
1. Biểu thức của công suất
Mạch
i
~
- Điện áp hai đầu mạch:
u = Ucoswt
- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
i = Icos(wt+ j)
- Công suất tức thời của mạch điện xoay chiều:
p = ui = 2UIcoswtcos(wt+ j)
= UI[cosj + cos(2wt+ j)]
- Công suất điện tiêu tụ trung bình trong một chu kì:
P = UIcosj	(1)
- Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi).
2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện
W = P.t	(2)
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về hệ số công suất
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Hệ số công suất có giá trị trong khoảng nào?
- Y/c HS hoàn thành C2.
- Các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà máy ® có L ® i nói chung lệch pha j so với u. Khi vận hành ổn định P trung bình giữ không đổi ® Công suất trung bình trong các nhà máy?
- Nếu r là điện trở của dây dẫn ® công suất hao phí trên đường dây tải điện?
® Hệ số công suất ảnh hưởng như thế nào?
- Nhà nước quy định: cosj ³ 0,85
- Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là: 
u = Ucoswt
- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
i = Icos(wt+ j)
 - Định luật Ôm cho đoạn mạch có biểu thức?
- Mặt khác biểu thức tìm j?
- Từ đây ta có thể rút ra biểu thức cosj?
- Có nhận xét gì về công suất trung bình tiêu thụ trong mạch?
- Vì |j| không vượt quá 900 nên 0 £ cosj £ 1.
- Chỉ có L: cosj = 0
- Gồm R nt L: 
P = UIcosj với cosj > 0
® 
- Nếu cosj nhỏ ® Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.
- Bằng công suất toả nhiệt trên R.
II. Hệ số công suất 
1. Biểu thức của hệ số công suất
- Từ công thức (1), cosj được gọi là hệ số công suất.
2. Tầm quan trọng của hệ số công suất
- Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng:
P = UIcosj với cosj > 0
® 
® 
- Nếu cosj nhỏ ® Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.
3. Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp
hay 
- Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch:
Hoạt động 4 ( phút): 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 5 ( phút): 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau.
IV. RÚT KINH NGHIỆM