Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 29. Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài...
CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I / MỤC TIÊU : Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm hệ số công suất. Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Đồng hồ điện 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39, các biểu thức bài 40 và công thức lượng giác tích thành tổng. II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : i = I o cost GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở HS : u = U o cos( t + ) HS : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). HS : p = UIcos + UIcos(2t + ) Hoạt động 2 : HS : P = W t HS : Công suất trung bình trong một chu kỳ . HS : UIcos HS : Bằng 0 HS : P = UIcos Hoạt động 3 : HS : Hệ số công suất. HS : Bằng 0 hai đầu đoạn mạch ? GV : Viết biểu thức công suất tức thời ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức công suất tức thời ? GV : GV thông báo định nghĩa công suất trung bình ? GV : So sánh các công suất trung bình tính trong thời gian t = T và tính trong thời gian t >> T ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ nhất trong biểu thức ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ hai trong biểu thức ? GV : Công suất của dòng điện xoay chiều trong mạch ? GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của cos ? HS : Bằng 0 HS : cos = R Z HS : cos = 1 GV : Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định hệ số công suất cos ? GV : Đối với đoạn mạch RLC xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cos có giá trị như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Công suất tức thời Xét một đoạn mạch xoay chiều có dòng điện i = I o cost chạy qua. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch u = U o cos(t + ). Công suất tức thời : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). Thay U o = U 2 , I o = I 2 p = UIcos + UIcos(2t + ) (41.1) 2. Công suất trung bình Công suất trung bình của dòng điện tính trong một khoảng thời gian t. P = W t (41.2) Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì. Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (41.1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcos. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’ = 2 T , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không. Công suất của dòng điện xoay chiều P = UIcos (41.3) 3. Hệ số công suất Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần 2 , hoặc chỉ có tụ điện 2 , thì cos = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cos = 2 RI RI UI ZI cos = R Z (41.4) Nếu trong đoạn mạch xảy ra cộng hưởng hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì = 0, cos = 1. Với cùng một hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch có cos càng lớn thì công suất của dòng điện càng lớn. Nếu cos nhỏ, để công suất cũng vẫn bằng P, hiệu điện thế là U thì cường độ dòng điện I = cos P U phải có giá trị lớn. Khi đó dây dẫn phải làm to hơn, hao phí vì nhiệt tỏa ra trên dây dẫn lớn hơn. Đó là điều ta cần tránh. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 Xem bài 42 • BÀI DỰ THI GIÁO VIÊN GIỎI CỦA NGUYỄN MẠNH HẢI TRƯỜNG THPT GIA VIỄN A-GIA VIỄN –NINH BÌNH Năm học: 2011 - 2012 Bài dự thi GV: Nguyễn Mạnh Hải Trường THPT Gia Viễn A KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hãy viết biểu thức tính cảm kháng, dung kháng tổng trở mạch điện R, L, C nối tiếp Câu 2: Hãy viết công thức tính độ lệch pha điện áp so với dòng điện mạch R, L, C mắc nối tiếp cho biết điện áp sớm pha, trễ pha so với dòng điện? Câu3: Hiện tượng cộng hưởng điện mạch R,L,C mắc nối tiếp xảy nào? Nhắc lại kiến thức cũ • Câu 1: Công thức cảm kháng: Z L = Lω Công thức dung kháng: ZC = ωC Công thức tổng trở: Z = R + (Z L − ZC ) 2 Nhắc lại kiến thức cũ Câu 2: • Công thức độ lệch pha điện áp so với dòng điện: Z L − ZC tan ϕ = R • Nếu Z > Z , điện áp sớm pha so với dòng điện • Nếu Z < Z , điện áp trễ pha so với dòng điện L C L C Nhắc lại kiến thức cũ Câu 3: Hiện tượng cộng hưởng mạch R,L,C xảy : hay Lω = Z L = ZC ωC ω LC = - Xét mạch điện xoay chiều hình vẽ Mạch - Điện áp hai đầu mạch: u=U i cosωt - Cường độ dòng điện tức thời mạch: i = I cos(ωt+ ϕ) ~ u - Tại thời điểm t, i mạch chạy theo chiều → Ta xem thời điểm t, dòng điện mạch dòng chiều Vậy công suất tiêu thụ mạch thời điểm t : p = ui BẢNG HỆ SỐ CÔNG SUẤT CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA MỘT SỐ ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ϕ GĐVT ĐOẠN MẠCH CÔNG SUẤT U2 P = UI = RI = R P=0 P=0 I R U π C U L cosϕ − I U I π Tại phải mắc thêm tụ điện thiết bị điện? Tầm quan trọng hệ số công suất - Các động cơ, máy vận hành ổn định, công suất trung bình giữ không đổi bằng: P = UIcosϕ với cosϕ > P Dòng điện I= Ucosϕ P Php = r.I = r U2 cos2ϕ (r điện trở đường dây tải) - Nếu cosϕ nhỏ → Php lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh công ty điện lực TẦM QUAN TRỌNG CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT Vì sở tiêu thụ điện phải bố trí mạch điện cho hệ số cosϕ lớn(nghĩa ϕ nhỏ ) Muốn vậy,cần bố trí tụ điện có điện dung C lớn (đắt tiền) gây tốn cho sở Để dung hoà hai phía,nhà nước quy định hệ số cosϕ sở sử dụng điện tối thiểu phải 0,85 Sử dụng tụ bù điện điều khiển hệ số cosφ giúp tiết kiệm điện • Tụ bù Tủ tụ bù CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu Hệ số công suất đoạn mạch điện xoay chiều gồm R, L, C mắc nối tiếp tính công thức: A cos ϕ = R/Z B cos ϕ = ZC/Z C cos ϕ = ZL/Z D cos ϕ = R.Z CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 2: Công suất đoạn mạch xoay chiều tính công thức sau đây? A P = RI cosϕ B C D P = ZI cosϕ P = UI P = UI cosϕ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu Hiệu điện xoay chiều hai đầu mạch điện là: u = 200 cos ( 100 πt - π/6) (V) cường độ dòng điện qua mạch là: i = cos ( 100 πt + π/6 ) (A) Công suất tiêu thụ đoạn mạch bao nhiêu? A 200 W B 400 W D 100W C 800 W D CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 4: Một đoạn mạch không phân nhánh có dòng điện sớm pha điện áp góc nhỏ π rad Kết luận sau đúng: A Trong đoạn mạch có cuộn cảm B Trong đoạn mạch có điện trở C Hệ số công suất mạch D Hệ số công suất mạch nhỏ D Câu Cho đoạn mạch gồm cuộn dây cảm L ghép nối tiếp với tụ điện C Tần số góc hiệu điện đặt vào đầu mạch ω Điều sau sai ? A Mạch không tiêu thụ công suất B Tổng trở đoạn mạch : Z = Lω - 1/Cω C Tổng trở đoạn mạch Z = Lω - 1/Cω LCω2 > D mạch 1 D.Hệ Hệsố sốcông côngsuất suấtcủa củađoạn đoạn mạch 20 12 19 17 15 14 11 18 04 13 01 00 16 03 10 06 05 09 02 07 08 Câu 6.Mạch điện sau có hệ số công suất nhỏ ? A Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L B Điện trở R nối tiếp với tụ điện C C Cuộn Cuộnthuần thuầncảm cảmLLnối nốitiếp tiếp vớivới tụ tụ điện điện C C D Mạch RLC nối tiếp có cộng hưởng 20 12 19 17 15 14 11 18 04 13 01 00 16 03 10 06 05 09 02 07 08 Câu Mạch điện sau có hệ số công suất lớn ? A Điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L B Điện trở R nối tiếp với tụ điện C C Cuộn cảm L nối tiếp với tụ điện C D Mạch Mạch RLC RLCnối nốitiếp tiếpcócócộng cộnghưởng hưởng 20 12 19 17 15 14 11 18 04 13 01 00 16 03 10 06 05 09 02 07 08 • Câu : Cho mạch điện RL Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện 220V , tần số 50Hz dòng điện qua mạch 2A, lệch pha so hiệu điện góc a Tìm R, L b Tìm công suất tiêu thụ mạch • * Hướng dẫn giải : • a Tacó: , Mặt khác ta lại có: • b Công suất tiêu thu mạch: DẶN DÒ • Học • Làm BT 4, 5, 6, sgk, 15.1-15.6 sbt • Soạn 16 Truyền tải điện Máy biến áp CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I- MỤC TIÊU Hiểu ý nghĩa và phân biệt được công suất toàn phần, công suất tức thời, công suất trong bình và công suất tiêu thụ trong mạch điện xoay chiều. Hiểu ý nghĩa của hệ số công suất cos. Biết cách tính công suất và các đại lượng liên quan. II- CHUẨN BỊ Giáo viên Tranh vẽ phóng to Hình 23.1. Hình 23.1 Thí nghiệm về công suất Học sinh Ôn lại cách tính công suất của dòng điện không đổi, cách tính các giá trị trung bình. III- GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC 1. Để đặt vấn đề cho bài học, phần mở bài có đưa ra một TN mà nếu tính toán theo công thức đã học ở phần dòng điện không đổi thì sẽ thấy một nghi vấn. GV có thể đưa ra sơ đồ này (có ghi rõ số liệu) rồi yêu cầu hai HS tính theo hai công thức đã học P = UI và P = RI 2 rồi so sánh. Nếu có thể làm TN thì HS rất dễ phát hiện điện trở R bị nóng còn cuộn dây L (kích thước lớn hơn) hầu như không nóng. Kết quả này sẽ càng khắc sâu nghi vấn cần giải quyết. 2. Để giải quyết vấn đề trên, SGK đã trình bày ngay cách tính giá trị trung bình của công suất. Việc này có thể hơi đột ngột với HS. Vì vậy, khi định hướng cho HS giải quyết nghi vấn trên, GV nên giải thích vì sao lại làm như vậy. Lí do chủ yếu là không thể có một giá trị xác định về I hay U của dòng điện xoay chiều mà chỉ có thể có các giá trị tức thời luôn biến đổi không thể đo lường được. Với HS ban KHXH, không yêu cầu trình bày quá sâu về toán học khi đưa ra biểu thức công suất trung bình. 3. Làm thế nào để HS hiểu rõ ý nghĩa của hệ số cos là một băn khoăn của GV, nhiều GV đã có các giải pháp hữu ích. Ví dụ như so sánh công thức P = UIcos với công thức A =FScos (công cơ học) ta có thể phát hiện nhiều ý nghĩa tương tự. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I- MỤC TIÊU Giải thích được vì sao khung dây quay đều trong từ trường thì có thể tạo ra dòng điện xoay chiều, chứng minh được bằng toán học. Hiểu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện một pha và ba pha. II- CHUẨN BỊ Bài này mở đầu cho phần các ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong thực tế. Vì vậy, cách dạy và học cũng cần sát thực tế, tuyệt đối không dạy chay. Giáo viên - Mô hình khung dây quay trong từ trường như Hình vẽ 24.1 * SGK. - Tranh vẽ phóng to Hình 24.2 * và 24.5 * SGK. - Tranh vẽ Hình 24.3, 24.4 SGK. - Máy phát điện ba pha trong phòng thí nghiệm như Hình 24.6 và 24.7 SGK. Học sinh - Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện (ôn lại lớp 9). - Từ thông, định luật cảm ứng điện từ. - Phép tính đạo hàm của hàm số lượng giác. - Quy tắc bàn tay phải. - Cách vẽ đồ thị dạng sin, biểu diễn pha trên đồ thị. Hình 24.1 Đồ thị suất điện động ứng với các vị trí của khung. III- GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC 1. Có thể nêu vấn đề bằng nhiều cách, ví dụ như : - Đưa ra một máy phát điện xoay chiều đơn giản có tải là hai đèn LED mắc song song ngược chiều rồi nối tiếp với một điện trở. Quay nhẹ và chậm sẽ thấy hai LED sáng tối luân phiên ngược nhau. HS sẽ thắc mắc vì sao như vậy. Đưa ra Hình 24.1 SGK để gợi ý HS thảo luận. - Cũng có thể đặt ngay vấn đề là ta đã khảo sát nhiều về dòng điện xoay chiều nhưng vẫn chưa biết cách tạo ra nó, tại sao nó lại có dạng sin. Đó là các vấn đề sẽ giải quyết trong bài này. 2. Khi tổ chức cho HS thảo luận để giải quyết vấn đề trên, nên lưu ý đến hai giải pháp. Một là phân tích định tính trên mô hình và Hình 24.1 và 24.2 SGK. Hai BÀI 41 : CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I / MỤC TIÊU : Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm hệ số công suất. Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Đồng hồ điện 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39, các biểu thức bài 40 và công thức lượng giác tích thành tổng. II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : i = I o cost GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở HS : u = U o cos( t + ) HS : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). HS : p = UIcos + UIcos(2t + ) Hoạt động 2 : HS : P = W t HS : Công suất trung bình trong một chu kỳ . HS : UIcos HS : Bằng 0 HS : P = UIcos Hoạt động 3 : HS : Hệ số công suất. HS : Bằng 0 hai đầu đoạn mạch ? GV : Viết biểu thức công suất tức thời ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức công suất tức thời ? GV : GV thông báo định nghĩa công suất trung bình ? GV : So sánh các công suất trung bình tính trong thời gian t = T và tính trong thời gian t >> T ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ nhất trong biểu thức ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ hai trong biểu thức ? GV : Công suất của dòng điện xoay chiều trong mạch ? GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của cos ? HS : Bằng 0 HS : cos = R Z HS : cos = 1 GV : Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định hệ số công suất cos ? GV : Đối với đoạn mạch RLC xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cos có giá trị như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Công suất tức thời Xét một đoạn mạch xoay chiều có dòng điện i = I o cost chạy qua. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch u = U o cos(t + ). Công suất tức thời : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). Thay U o = U 2 , I o = I 2 p = UIcos + UIcos(2t + ) (41.1) 2. Công suất trung bình Công suất trung bình của dòng điện tính trong một khoảng thời gian t. P = W t (41.2) Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì. Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (41.1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcos. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’ = 2 T , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không. Công suất của dòng điện xoay chiều P = UIcos (41.3) 3. Hệ số công suất Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần 2 , hoặc chỉ có tụ điện 2 , thì cos = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cos = 2 RI RI UI ZI cos = R Z (41.4) Nếu trong đoạn mạch xảy ra cộng hưởng hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì = 0, cos = 1. Với cùng một hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch có cos càng lớn thì BÀI 41 : CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I / MỤC TIÊU : Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm hệ số công suất. Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Đồng hồ điện 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39, các biểu thức bài 40 và công thức lượng giác tích thành tổng. II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : i = I o cost HS : u = U o cos( t + ) GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch ? GV : Viết biểu thức công suất tức thời HS : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). HS : p = UIcos + UIcos(2t + ) Hoạt động 2 : HS : P = W t HS : Công suất trung bình trong một chu kỳ . HS : UIcos HS : Bằng 0 HS : P = UIcos Hoạt động 3 : HS : Hệ số công suất. HS : Bằng 0 HS : Bằng 0 ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức công suất tức thời ? GV : GV thông báo định nghĩa công suất trung bình ? GV : So sánh các công suất trung bình tính trong thời gian t = T và tính trong thời gian t >> T ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ nhất trong biểu thức ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ hai trong biểu thức ? GV : Công suất của dòng điện xoay chiều trong mạch ? GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của cos ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện HS : cos = R Z HS : cos = 1 thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định hệ số công suất cos ? GV : Đối với đoạn mạch RLC xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cos có giá trị như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Công suất tức thời Xét một đoạn mạch xoay chiều có dòng điện i = I o cost chạy qua. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch u = U o cos(t + ). Công suất tức thời : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). Thay U o = U 2 , I o = I 2 p = UIcos + UIcos(2t + ) (41.1) 2. Công suất trung bình Công suất trung bình của dòng điện tính trong một khoảng thời gian t. P = W t (41.2) Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì. Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (41.1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcos. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’ = 2 T , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không. Công suất của dòng điện xoay chiều P = UIcos (41.3) 3. Hệ số công suất Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần 2 , hoặc chỉ có tụ điện 2 , thì cos = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cos = 2 RI RI UI ZI cos = R Z (41.4) Nếu trong đoạn mạch xảy ra cộng hưởng hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì = 0, cos = 1. Với cùng một hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch có cos càng lớn thì BÀI 41 : CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I / MỤC TIÊU : Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm hệ số công suất. Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Đồng hồ điện 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39, các biểu thức bài 40 và công thức lượng giác tích thành tổng. II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : i = I o cost GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở hai HS : u = U o cos( t + ) HS : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). HS : p = UIcos + UIcos(2t + ) Hoạt động 2 : HS : P = W t HS : Công suất trung bình trong một chu kỳ . HS : UIcos HS : Bằng 0 HS : P = UIcos Hoạt động 3 : HS : Hệ số công suất. HS : Bằng 0 đầu đoạn mạch ? GV : Viết biểu thức công suất tức thời ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức công suất tức thời ? GV : GV thông báo định nghĩa công suất trung bình ? GV : So sánh các công suất trung bình tính trong thời gian t = T và tính trong thời gian t >> T ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ nhất trong biểu thức ? GV : Giá trị trung bình của số hạng thứ hai trong biểu thức ? GV : Công suất của dòng điện xoay chiều trong mạch ? GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của cos ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn HS : Bằng 0 HS : cos = R Z HS : cos = 1 cảm thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Đối với đoạn mạch chỉ có tụ điện thì cos có giá trị như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định hệ số công suất cos ? GV : Đối với đoạn mạch RLC xảy ra hiện tượng cộng hưởng thì cos có giá trị như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Công suất tức thời Xét một đoạn mạch xoay chiều có dòng điện i = I o cost chạy qua. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch u = U o cos(t + ). Công suất tức thời : p = ui = U o I o cost.cos(t + ). Thay U o = U 2 , I o = I 2 p = UIcos + UIcos(2t + ) (41.1) 2. Công suất trung bình Công suất trung bình của dòng điện tính trong một khoảng thời gian t. P = W t (41.2) Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì. Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (41.1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcos. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’ = 2 T , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không. Công suất của dòng điện xoay chiều P = UIcos (41.3) 3. Hệ số công suất Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần 2 , hoặc chỉ có tụ điện 2 , thì cos = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp cos = 2 RI RI UI ZI cos = R Z (41.4) Nếu trong đoạn mạch xảy ra cộng hưởng hoặc đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì = 0, cos = 1. Với cùng một hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I, nếu đoạn mạch có cos càng lớn thì ... t, dòng điện mạch dòng chiều Vậy công suất tiêu thụ mạch thời điểm t : p = ui BẢNG HỆ SỐ CÔNG SUẤT CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA MỘT SỐ ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ϕ GĐVT ĐOẠN MẠCH CÔNG SUẤT U2... RI BẢNG HỆ SỐ CÔNG SUẤT CÔNG THỨC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA MỘT SỐ ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ϕ GĐVT ĐOẠN MẠCH UL U L C O O U UC CÔNG SUẤT π I UC UL cosϕ I π − P=0 GIẢN ĐỒ VÉC TƠ CHO MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU... LCω2 > D mạch 1 D .Hệ H số s công côngsuất suấtcủa của oạn đoạn mạch 20 12 19 17 15 14 11 18 04 13 01 00 16 03 10 06 05 09 02 07 08 Câu 6.Mạch điện sau có hệ số công suất nhỏ ? A Điện trở R nối tiếp