Bài 15 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ điện của MẠCH điện XOAY CHIỀU hệ số CÔNG SUẤT

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA
MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG
SUẤT
Bài 15

I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Viết được công thức tính công suất điện và tính hệ số công suất của đoạn
mạch RLC nối tiếp
- Nêu được lí do tại sao cần phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Kiểm tra bài cũ Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch
RLC mắc nói tiếp. Công thức tính tổng trở.
2. Bài mới - Tương tự như mạch điện một chiều, các linh kiện trong
mạch điện xoay chiều cũng tiêu thụ điện năng. Hôm nay ta tìm hiểu công
thức tính công suất và điện năng của mạch xoay chiều như thế nào qua bài
“CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ
SỐ CÔNG SUẤT”
Hoạt động 1: Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay
chiều
Hoạt động của GV
- Biểu thức tính công
suất điện tiêu thụ trong
mạch điện không đổi là
gì?
- 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 cosϕ có giá
trị như thế nào?

Hoạt động của hs

Nội dung
I. Công suất của mạch điện
U
P = RI 2 =
= UI
xoay chiều
R
1. Biểu thức của công suất
- Công suất điện tiêu tụ trung bình
p = ui
trong một chu kì:
1
cosα .cosβ = [cos(α + β )
2
P = UIcosϕ (1)
+ cos(α − β )]
- P là công suất tiêu thụ điện
trung bình của mạch trong thời



P = p = UI cosϕ + cos(2ω t + ϕ ) gian đó (U, I không thay đổi).


2. Điện năng tiêu thụ của mạch
điện
W = P.t (2)
- Vì cosϕ không đổi nên
2

cosϕ = cosϕ
2π T
2π
=
T=
ω )
- Chu kì 2ω 2 (


- Còn cos(2ωt + ϕ ) là một - Vậy P = UIcosϕ
hàm tuần hoàn của t, với
chu kì bao nhiêu?
- Tiếp thu
cos(2
ω
t
+
ϕ
)
=
0

- Ta có
- Giới thiệu điện năng
têu thụ
Hoạt động 2 :Tìm hiểu về hệ số công
- Giới thiệu hệ số công - Vì |ϕ| không vượt quá 900 II. Hệ số công suất
suất
1. Biểu thức của hệ số công suất
nên 0 ≤ cosϕ ≤ 1.
- Từ công thức (1), cosϕ được gọi
- Chỉ có L: cosϕ = 0
- Hệ số công suất có giá - Gồm R nt L:
là hệ số công suất.
trị trong khoảng nào?
R
- Y/c HS hoàn thành C2. cosϕ = 2 2
R +ω L
2. Tầm quan trọng của hệ số
P = UIcosϕ với cosϕ > 0
- Các thiết bị tiêu thụ
công suất
P
I=
điện trong nhà máy →
- Các động cơ, máy khi vận hành
UI
cos
ϕ
ổn đinh, công suất trung bình
có L → i nói chung lệch →
được giữ không đổi và bằng:

pha ϕ so với u. Khi vận
2
P = UIcosϕ với cosϕ > 0
hành ổn định P trung P = rI 2 = r P 1
hp
2
2
U
cos
ϕ
P
bình giữ không đổi →
I=
UI cosϕ
Công suất trung bình - Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ
→
lớn, ảnh hưởng đến sản
trong các nhà máy?
P2 1
2
P
=
rI
=
r
hp
- Nếu r là điện trở của xuất kinh doanh của công
U 2 cos2ϕ
→
dây dẫn → công suất ti điện lực.

- Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ lớn, ảnh
hao phí trên đường dây
hưởng đến sản xuất kinh doanh
tải điện?
của công ti điện lực.
→ Hệ số công suất ảnh
hưởng như thế nào?
- Nhà nước quy định:
3. Tính hệ số công suất của
cosϕ ≥ 0,85
mạch điện R, L, C nối tiếp
U
U
I=

1 2
- Giả sử điện áp hai đầu
R 2 + (ω L −
)
mạch điện là:
ωC
1
u = U 2 cosωt
ωL −
ωC
- Cường độ dòng điện tan ϕ =
R
tức thời trong mạch:

=

Z

R
Z
R

cosϕ =

cosϕ =

hay

R 2 + (ω L −

1 2
)
ωC


- Công suất trung bình tiêu thụ
i = I 2 cos(ωt+ ϕ)
trong mạch:
- Định luật Ôm cho
UR
đoạn mạch có biểu thức? cosϕ = R
P = UI cosϕ = U
Z Z
Z
- Mặt khác biểu thức tìm

2
U 
ϕ?
= R  ÷ = RI 2
- Bằng công suất toả nhiệt
Z
- Từ đây ta có thể rút ra trên R.
biểu thức cosϕ?
- Có nhận xét gì về công
suất trung bình tiêu thụ
trong mạch?
IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN
1. Củng cố
1) Hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp bằng
ZL
B. Z

`

R
C. Z

ZC
D. Z

A. RZ
2) Hệ số công suất trong mạch RLC nối tiếp với ZL = ZC
A. bằng 0 B. bằng 1
C. phụ thuộc R
D. phụ

ZL
thuộc Z C

2. BTVN
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 85 và bài tập trong SBT lý 12 trang
24 và 25.
-----------------//-----------------