Giáo án Vật lý 12 - CHỈNH LƯU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MÁY BIẾN THẾ TRUYỀN TẢI ĐIỆN ppsx

CHỈNH LƯU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MÁY
BIẾN THẾ TRUYỀN TẢI ĐIỆN

I / MỤC TIÊU :
 Nắm được nguyên tắc chỉnh lưu và vẽ được mạch chính lưu dùng điôt
bán dẫn.
 Nắm được nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy
biến thế.
 Hiểu nguyên tắc chung của sự truyền tải điện đi xa.
 Giải được các bài tập đơn giản về biến thế và truyền tải điện.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Điôt, mô hình máy biến thế, sơ đồ vẽ trước các mạch chỉnh lưu
và dòng điện sau chỉnh lưu.
2 / Học sinh :
Xem lại kiến thức về điôt, lõi sắt trong các máy phát điện,
truyền tải điện năng trong đời sống hằng ngày.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Nêu định nghĩa trong sách giáo
khoa
HS : Dụng cụ cho dòng điện qua chỉ
có một chiều, vẽ ký hiệu, chỉ chiều
của dòng điện.
HS : Mắc sơ đồ mạch điện 44.1

HS : u
AB
> 0

HS : Dòng một chiều nhấp nhô.

Hoạt động 2 :
HS : Mắc sơ đồ mạch điện 44.3
HS : Học sinh nhìn hình mô tả

HS : Học sinh nhìn hình mô tả

HS : Cùng chiều.

GV : Phương pháp chỉnh lưu dòng
điện xoay chiều là gì ?
GV : Hãy cho biết tính chất, ký hiệu
của điốt ? đỉnh của tam giác chỉ cái gì
?
GV : Hướng dẫn học sinh mắc sơ đồ
mạch điện ?
GV : Khi nào điốt mới cho dòng điện
đi qua ?
GV : Quan sát và nêu nhận xét
đường biểu diễn cường độ dòng điện
sau khi chỉnh lưu một nữa chu kỳ ?
GV : Hướng dẫn HS mắc sơ đồ mạch
điện
GV : Khi u
AB
> 0 dòng điện chạy
theo chiều nào ?
GV : Khi u

AB
> 0 dòng điện chạy
theo chiều nào ?

Hoạt động 3 :
HS : Học sinh nêu định nghĩa ?
HS : Quan sát hiện vật, mô hình
hoặc bằng tranh ảnh.


HS : Hai vòng dây
HS : Số vòng khác nhau, quấn trên
lõi sắt, lõi sắt gồm các lá thép mỏng
ghép cách điện với nhau, làm bằng
đồng có điện trở nhỏ và cách điện
với lõi.

HS : Nối với nguồn điện.
HS : Nối với tải tiêu thụ.
Hoạt động 4 :
HS : Khi bỏ qua sự mất mát từ
thông.

GV : Em có nhận xét gì về chiều
dòng điện đi qua R trong hai trường
hợp trên ?

GV : Máy biến thế là gì ?
GV : GV cho học sinh quan sát các
loại máy biến thế thường dùng trong

đời sống hoặc trong kĩ thuật bằng
hiện vật, mô hình hoặc bằng tranh
ảnh.
GV : Máy biến thế có mấy vòng dây
?
GV : Hai cuộn dây có đặc điểm gì ?
GV : Các vòng dây được quấn ở đâu
?
GV : Lõi sắt này được cấu tạo như
nào ?
GV : Các cuộn dây được cấu tạo như
thế nào ?
GV : Thế nào là cuộn sơ cấp ?
HS : Khi bỏ qua điện trở của các
cuộn dây.

HS : Khi hao phí năng lượng trong
biến thế có thể bỏ qua.

Hoạt động 5 :
HS : Tìm hiểu ý nghĩa vật lý của các
đại lượng R, P, U, cos  , P
HS : Giảm R của đường dây, thay
đổi U

GV : Thế nào là cuộn thứ cấp ?

GV : Khi nào viết được công thức
1 1
2 2

E n
E n
=

GV :Khi nào viết được công thức
1 1
2 2
U n
U n
=

GV :Khi nào viết được công thứ
c
1 2
2 1
U I
U I
=
đúng
GV : Hướng dẫn học sinh thành lập
biểu thức : P = R
2
2
( cos )
P
U


GV : Có mấy cách giảm P ?

IV / NỘI DUNG :
1. Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
Phương pháp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều là phương pháp biến đổi
dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
a) Chỉnh lưu một nửa chu kì.
Chỉ ở những nửa chu kì có u
AB
> 0 thì điôt mới cho dòng đi qua.

Hình 44.2 Đường biểu diễn cường độ dòng điện sau khi chỉnh lưu một nửa
chu kì
b) Chỉnh lưu hai nửa chu kì
Trong một nửa chu kì u
AB
> 0, các điốt D
2
và D
4
không cho dòng đi
qua. Dòng điện chạy theo đường AMNRQPB. Trong nửa chu kì tiếp theo,
u
AB
< 0, các điôt D
1
và D
3
không cho dòng đi qua. Dòng điện chạy theo
đường BPNRQMA.

Hình 44.4 Đường biểu diễn cường độ dòng điện sau khi chỉnh lưu hai nửa
chu kì
2. Máy biến thế
Máy biến thế là thiết bị làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ,
dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế xoay chiều mà không làm thay đổi tần
số của nó.
a) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
Máy biến thế gồm hai cuộn dây có số vòng khác nhau quấn trên một
lõi sắt kín. Lõi thường làm bằng các lá sắt hoặc thép pha silic, ghép cách
điện với nhau để giảm hao phí điện năng do dòng Phu-cô. Các cuộn dây
thường làm bằng đồng để có điện trở nhỏ và được cách điện với lõi.
Một trong hai cuộn của máy biến thế được nối với nguồn điện xoay
chiều, được gọi là cuộn sơ cấp. Cuộn thứ hai được nối với tải tiêu thụ, được
gọi là cuộn thứ cấp. Dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp gây ra từ
thông biến thiên qua cuộn thứ cấp, làm xuất hiện trong cuộn thứ cấp một
suất điện động xoay chiều. Nếu mạch thứ cấp kín thì có dòng điện chạy
trong cuộn thứ cấp.
b) Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua máy biến thế.
Suất điện động cảm ứng trong mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của
nó :
1 1
2 2
e n
e n

(44.1)
1 1
2 2
n
n


E
E
(44.2)
U
1
= E
1
, U
2
= E
2

1 1
2 2
U n
k
U n
 
(44.3)
Nếu k < 1 thì ta gọi máy biến thế là máy tăng thế, ngược lại, nếu k > 1
ta gọi máy biến thế là máy hạ thế. Nếu các hao phí điện năng trong biến thế
không đáng kể thì công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch
thứ cấp có thể coi bằng nhau.
U
1
I
1
= U
2

I
2
(44.4)
Hay
2 1
1 2
I U
I U


3. Truyền tải điện
Gọi R là điện trở đường dây, P là công suất truyền đi, U là hiệu điện
thế ở nơi phát, cos là hệ số công suất của mạch điện thì công suất hao phí
trên dây là :
P = RI
2

P = R
2
2
( cos )
P
U

(44.6)
Đối với một hệ thống truyền tải điện với cos và P xác định, có hai
cách giảm P.
Cách thứ nhất : giảm điện trở R của đường dây. Đây là cách tốn kém
vì phải tăng tiết diện của dây, do đó tốn nhiều kim loại làm dây và phải tăng
sức chịu đựng của các cột điện.

Cách thứ hai : tăng hiệu điện thế U ở nơi phát điện và giảm hiệu điện
thế ở nơi tiêu thụ điện tới giá trị cần thiết. Cách này có thể thực hiện đơn
giản bằng máy biến thế, do đó được áp dụng rộng rãi.
V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2
Xem bài 45