phân loại và cách giải các dạng bài toán về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (274.78 KB, 7 trang )

Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh

Mã số:
Chuyên đề :
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN
ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN.
Người thực hiện: NGUYỄN TRƯỜNG SƠN

Lĩnh vực nghiên cứu:
Quản lý giáo dục: 
Phương pháp dạy học bộ môn : 
Phương pháp giáo dục: 
Lĩnh vực khác: 

Có đính kèm:
 Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác

Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 1-
Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Năm học: 2008-2009
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. THÔNG TIN CHUNGVỀ CÁ NHÂN:
1. Họ và tên : Nguyễn Trường Sơn .
2. Ngày tháng năm sinh: 06 tháng 4 năm 1958
3. Nam, nữ: Nam
4. Địa chỉ: 22/F6 – Khu phố I - Phường Long Bình Tân – Thành phố Biên Hoà -

Tỉnh Đồng Nai
5. Điện thoại: CQ: 0613.834289; (NR) 0613.834666; ĐTDĐ:0903124832.
6. Chức vụ: Tổ trưởng tổ Vật lý.
7. Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh- Biên Hoà- Tỉnh Đồng Nai.

II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO:
- Học vị: Đại học.
- Chuyên ngành đào tạo: Vật lý.
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
* Năm 2004: giải nhì thi đồ dùng dạy học do Sở giáo dục đào tạo tổ
chức, đề tài: “Thí nghiệm sóng dừng trên dây.”
* Năm 2005: chuyên đề “ Tìm cực trị bằng bất đẳng thức Bunhiacopxki”
* Năm 2006: chuyên đề “ bài toán mạch cầu trở”
cùng thực hiện với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý.
* Năm 2007: chuyên đề “ bài toán mạch đèn” cùng tổ Vật lý.
* Năm 2008: chuyên đề “phương pháp đồ thị giải bài toán vật lý”.
* Năm 2009 chuyên đề “cách giải các dạng bài toán mạch điện xoay
chiều, thiết bị điện , dao động và sóng điện từ “
Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 2-
Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A- PHẦN MỞ ĐẦU :
I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Theo thời gian, sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng đạt được những thành
tựu to lớn; những kiến thức khoa học ngày càng sâu và rộng hơn. Khoa học kỹ
thuật đã có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộ mặt của xã hội
loài người, nhất là những ngành khoa học kỹ thuật cao.
Cũng như các môn khoa học khác, Vật lý học là bộ môn khoa học cơ bản, làm
cơ sở lý thuyết cho một số môn khoa học ứng dụng mới ngày nay. Sự phát triển của
Vật lý học dẫn tới sự xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹ thuật điện, kỹ thuật

điện tử, tự động hoá và điều khiển học, công nghệ thông tin…
Do có tính thực tiễn, nên bộ môn Vật lý ở các trường phổ thông là môn học
mang tính hấp dẫn. Tuy vậy, Vật lý là một môn học khó vì cơ sở của nó là toán học.
Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài
tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người
giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh
niềm say mê yêu thích môn học này. Giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập
và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong
thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó
có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự.
Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương
pháp trắc nghiệm khách quan thì khi học sinh nắm được dạng bài và phương pháp
giải sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài .
Chúng ta đã biết rằng trong chương trình Vật lý lớp 12, bài tập về điện xoay
chiều là phức tạp và khó. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường
rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này. Xuất phát từ thực
trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề tài: “CÁCH GIẢI CÁC
DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN “.
Đề tài này nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết , có một hệ
thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải
và từ đó chủ động vận dụng các phương pháp này trong khi làm bài tập. Từ đó hoc
sinh có thêm kỹ năng về cách giải các bài tập Vật lí, cũng như giúp các em học sinh
có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm về bài tập điện xoay chiều phong
phú và đa dạng .
II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ
Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 3-
Tóm tắt :
Chuyên đề đưa ra phân loại và cách giải các dạng
bài toán về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện.
Chuyên đề :

“CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN
VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.

B
A
M
N
L,R
0
C
R
.
.

Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TÀI.
Chúng ta đã biết rằng Bộ môn Vật lí bao gồm một hệ thống lí thuyết và bài tập
đa dạng và phong phú. Theo phân phối chương trìnhVật lý lớp 12 bài tập về điện
xoay chiều là rất phức tạp và khó , số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần nắm
kiến thức cho học sinh. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường rất
lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này.
Và trong yêu cầu về đổi mới đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm
khách quan thì khi học sinh nắm được dạng bài và phương pháp giải sẽ giúp các em
nhanh chóng trả được bài .
Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề
tài: “CÁC CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU,THIẾT BỊ
ĐIỆN , DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ”.
Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo cũng đã trình bày về vấn đề này ở các
góc độ khác nhau . Ở chuyên đề này trình bày việc phân loại các dạng bài tập và

hướng dẫn cách giải có tính hệ thống với những chú ý giúp các em nắm sâu sắc các
vấn đề liên quan. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm
được các dạng bài tập nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng
tìm tòi lời giải mới cho các bài tương tự.
B –PHẠM VI ÁP DỤNG VÀ GIỚI HẠN NỘI DUNG CỦA
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:
1. Phạm vi áp dụng: A. Chương trình Vật lý lớp 12
Chương V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
B. Chương trình Công nghệ lớp 12
2. Giới hạn nội dung: Chuyên đề đặt ra yêu cầu phân loại các dạng bài tâp, đưa
ra lời giải cho từng dạng bài tập đó và đưa ra những hướng vận dụng phương pháp
và phát triển hướng tìm tòi khác .
Phân loại dang bài tập :
Dạng I : Suất điện động xoay chiều.
Dạng II : Đoạn mạch RLC không phân nhánh .
Dạng III : Các thiết bị điện.
C . NỘI DUNG ĐỀ TÀI:
Dang bài I : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU.

Chủ Đề : Cách tạo ra dòng điện xoay chiều (khung quay đều trong từ trường
đều ): Xác định suất điện động cảm ứng xoay chiều e(t) ⇒ suy ra biểu thức
i(t) và u(t) ?
Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 4-

B
A
M
N
L,R

0
C
R
.
.

Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Phương pháp: Cho khung dây dẫn quay đều trong từ trường đều.
+Tìm biểu thức từ thông
( )
t
Φ
nhờ :
α
cosNBS
=Φ
đặt
NBS
=Φ
0

với
( )
000
cos);(
αωαωα
+Φ=Φ⇒+==
ttnB




+Tìm biểu thức suất điện động
'
)(
Φ−=
Φ−
=
dt
d
te
đưa về dạng
0 0
cos( )e E t
ω α ϕ
= + +

với
ωω
00
Φ==
NBSE
Hệ quả :-Tìm i(t) :giả sử mạch ngoài chỉ có R thì
( )
ti
R
e
i ⇒=
-Tìm u(t): thông thường khung dây có r = 0 nên :

erieu
≈−=
.
Vậy
( ) ( )
tetu
=
⇒ U
0
= E
0
và U = E .
Dạng bài II : ĐOẠN MẠCH R , L, C KHÔNG PHÂN NHÁNH.
Chủ đề 1: Các đặc trưng mạch RLC.
Phương pháp:
* Cảm kháng: Z
L
=ωL=2πfL; dung kháng : Z
C
=1/ωC =1/(2πfC);
Tổng trở :
22
)(
CL
ZZRZ
−+=
.
* Độ lệch pha hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch so với dòng điện là :
iu
i

u
φφφ
−=

tính theo
iu
CL
iu
R
ZZ
tg
//
ϕϕ
⇒
−
=





⇒=⇒=
⇒<⇒<
⇒>⇒>
ivoiphacunguZZ
ivoisophatreuZZ
ivoisophasomuZZ
i
u
i

u
i
u
CL
CL
CL
........0
.........0
..........0
ϕ
ϕ
ϕ
* Định luật Ôm:
d
d
NB
NB
AM
AM
C
C
L
LR
Z
U
Z
U
Z
U
Z

U
Z
U
R
U
Z
U
I
=======
* Hệ số công suất cos ϕ = R/Z .
Công suất tiêu thụ trên mạch : P = UIcosϕ = I
2
R
* Chú ý : +Các công thức trên đều áp dụng được cho đoạn nào đó trên mạch
AMNB như: AN, MB.
+Nếu đoạn mạch thiếu linh kiện nào đó thì ở công thức trên thay điện trở linh kiện
đó bằng không.
Trường hợp cuộn dây có điện trở thần đáng kể R
0
* Cuộn dây lúc này như một đoạn mạch mắc nối tiếp có tổng trở
2
2
Ld
ZRZ
+=
;
ta cũng có các công thức: I = U
d
/Z
d

; tg ϕ
d
= Z
L
/R
0
; cos ϕ
d
= R
0
/Z
d
;
P
d
= U
d
Icos ϕ
d
= I
2
R
0
.
* Các công thức của cả mạch lúc này viết thành :

22
0
)()(
CL

ZZRRZ
−++=
;
0
/
RR
ZZ
tg
CL
iu
+
−
=
ϕ
; cos ϕ = (R+R
0
)/Z ; P = I
2
(R+R
0
) .
*Chú ý:
Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 5-
Hình 2: K đóng

R L C
Hình 1:
(R,L) C

U
d
U
C
y

C

ϕ
d
ϕ
O

O x

O ϕ
IU
U
UU
R
LC




.............
..........
.......
...........
L
R
C
U
U
O U I
U


 

L
C
R
U
U U
U I

 
 
O
R L C
C

’
R 0 R
m ∞

P P
max

0 0
P
P
max

L R C
C
P

P
max

P
0
0 L
m
L
P

P
max

C 0 C

m ∞

P P
max

0

P
1
L 0 L
m ∞

P P
max

P
0
00
0 C
m
C
P

P
max
P
1
Chủ đề 13: Cho biết U, ω ,R,L .Tìm C để U

Cmax
đạt cực đại .
Cho biết U, ω ,R, C.Tìm L để U
Lmax
đạt cực đại .
min
M
+
_
00
+
0
x
'
M
M
Z
C
0

Z
Cm ∝
y
’
- 0 +

y y
min

ω
x S x
’

R 0 R
m ∞

P P
max

0 0
A

O α H

β

B
min
M
+
_
00
+

0
x
'
M
M
Z
L

0

Z
Lm
∝
y
’
- 0 +

y y
min

Chủ đề 2: Nhà máy thuỷ điện :Thác nước cao h, làm quay tuabin và
rôto của máy phát điện. Tìm công suất P của máy phát điện.
Chủ đề 4: Biến thế với cuộn sơ có R
1
=0 : cho U
1
, I
1
:
tìmU

2
, I
2
(ở cuộn thứ )?
Chủ đề 3:Mạch điện 3 pha mắc hình sao (Y):
Tìm cường độ dòng trung hoà khi tải đối xứng ?
Tính hđt dây U
d
(theo hđt pha U
p
)? Tính P
t
các tải ?
Chủ đề 1: Xác định tần số f của dòng xoay chiều
Do máy phát điện xoay điện xoay chiều 1 pha phát ra.
A

O H
β

α

CRC
R
L
UU
IU
UU




......
....
......
.......................
Chủ đề 7:Xác định hiệu suất truyền tải điện năng trên dây dẫn .
h
Tuabin
H
T ,
P
T

∼
Máy phát điện
H
D
,P
D
Chủ đề 6: Truyền tải điện năng trên dây dẫn :xác định các đại lượng điện
trong quá trình truyền tải điện năng .
1
I

2
I

3