Tài liệu Bài giảng bài máy biến thế vật lý 9 (8)

PHÒNG GD&ĐT HUYỆN AN LÃO TRƯỜNG THCS TRƯỜNG THỌ Môn: Vật lí lớp 9 BÀI 37 Máy biến thế KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Để truyền đi cùng một công suất điện nếu dùng dây dẫn có tiết diện tăng gấp đôi thì công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ thế nào? Công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ giảm 2 lần Câu 2: Cũng hỏi như câu 1 nhưng khi chiều dài tăng gấp đôi? Công suất hao phí vì toả nhiệt sẽ tăng 2 lần Câu 3: Muốn giảm hao phí điện năng trong gia đình người ta có tăng hiệu điện thế như truyền tải điện năng đi xa không? Theo em thì dùng biện pháp nào? Không. Biện pháp chủ yếu trong gia đình là giảm điện trở của dây dẫn điện (dùng dây tương ứng với công suất dụng cụ điện). Muốn truyền tải điện đi xa, người ta phải tăng hiệu điện thế ở hai đầu lên để giảm hao phí. Nhưng dụng cụ trong nhà thường chỉ dùng hiệu điện thế 220 V. Để giải quyết cả hai nhiệm vụ tăng thế và hạ thế, người ta phải dùng máy biến thế. Vậy máy biến thế có cấu tạo và hoạt động thế nào? Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo: - Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau - Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây. - Trong thực tế người ta còn vẽ biến thế như sơ đồ dưới đây (ở các bản vẽ kỹ thuật) và có 1 đồ nguyên lý 2 tên gọi là sơ l l H. 37.1 SGK sơ đồ nguyên lý Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo: 2. Nguyên tắc hoạt động C1 Nếu đặt vào hai đầu của một cuộn dây (gọi là cuộn sơ cấp) một HĐT xoay chiều thì bóng đèn ở hai đầu cuộn dây kia (gọi là cuộn thứ cấp) có sáng không? Tại sao? - Có sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì sẽ tạo ra trong cuộn dây một dòng điện xoay chiều. Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành một NC có từ trường biến thiên; số đường sức từ của từ trường xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, do đó trong cuộn dây thứ cấp xuất hiện DĐCƯ làm cho đèn sáng. Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo: 2. Nguyên tắc hoạt động Chúng ta cùng quan sát thí nghiệm sau. - Nếu mắc song song một bóng đèn sợi đốt có HĐT định mức như bóng đèn LED thì đèn có sáng không? Đèn LED sáng Đèn sợi đốt có sáng Đóng K Thêm đèn sợi Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo: 2. Nguyên tắc hoạt động C2 Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp là HĐT xoay chiều. Tại sao? - Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm, vì thế số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp luân phiên tăng giảm. Kết quả là trong cuộn thứ cấp xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một dòng điện xoay chiều gây ra. Bởi vậy hai đầu cuộn thứ cấp có một dòng điện xoay chiều. Trả lời C2 Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 1. Cấu tạo: 2. Nguyên tắc hoạt động 3. Kết luận Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một HĐT xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một HĐT xoay chiều. Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế 1. Quan sát Quan sát làm TN, đọc và ghi lại kết quả, ta được như bảng sau: Kết quả đo Lần thí nghiệm U1 (V) U2(V) 1 2 3 3 6 200 400 3 3 200 200 9 6 600 400 ? Nhìn vào bảng trên em hãy cho biết lần TN nào tăng thế, không tăng, hạ thế ? n1(vòng) 1. Tăng thế 2. Không tăng thế 3. Hạ thế n2(vòng) Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế 1. Quan sát Để dễ nhìn chúng ta quan sát sơ đồ nguyên lý - Cuộn dây L1:180 vòng (ứng với 20 vòng/ vôn), cuộn dây L2: 120 vòng, khoảng cách các dấu chấm 60 vòng. 3V Nếu đặt vào l1 (180 vòng ) U1= 9V 3V 9V L1 L2 3V 6V 3V 3V Khoảng cách các dấu chấm (60 vòng) đều đo được 3V Thì đo được l2 (120 vòng) U2= 6V Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế 1. Quan sát 2. Kết luậncứ vào các số liệu trên, hãy rút C3 . Căn - Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn ra- Hiệu nhận điện xét về quan giữa hiệu điện dây của máy biến thế tỷ lệ với số thếmối ở hai đầuhệmỗi cuộn thế đặtmáy ở haibiến đầuthế cáctỷcuộn dâysốcủa máy vòng dây cuộn tương ứng. dâyUcủa lệ với vòng biến sốcuộn vòng dây U ncủa các cuộn  dây thế của và mỗi U n tương ứng. Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1 > U2) ta có máy hạ thế, còn khi U1 < U2 ta có máy tăng thế. 1 1 2 2 Tiết 41 máy biến thế I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế III. Lắp đặt máy biến thế ở hai đường đầu dây tải điện Các em quan sát (hình 37.2) SGK được phóng to dưới đây và cho biết biến thế nào là tăng thế, biến thế nào là hạ thế? 3. Hạ thế 2. Hạ thế 1. Tăng thế 4. Hạ thế IV. Vận dụng C4. Một máy biến thế dùng trong nhà cần phải hạ HĐT từ 220V xuống còn 6V và 3V. Cuộn sơ cấp có 4000 vòng. Tính số vòng của các cuộn thứ cấp tương ứng. Giải: + Tính số vòng của cuộn 6 V n1 U1 U 2 .n1 6.4000   n2    109 (vòng) n2 U 2 U1 220 + Tính số vòng của cuộn 3V n1 U1 U 2 .n1 3.4000   n2    54 (vòng) n2 U 2 U1 220 Trả lời cuộn 6V Trả lời cuộn 3V KIẾN THỨC THỰC TẾ 1. Tại sao mỏ hàn "súng lục" lại nóng nhanh vậy? l1 AC: 220 v AC: 0,1V l2 K Cuộn sơ cấp hàng nghìn vòng, cuộn thứ cấp vài vòng nhưng dây có tiết diện lớn. VD hình trên: mỏ hàn của Đức CFN3614 cuộn sơ cấp: 4400 vòng, cuộn thứ cấp: 2 vòng - Công suất 100W. Ta tính được I = 100 : 0,1= 1000A. Dòng điện lớn như vậy nên nóng tức thời. Tuỳ theo từng loại hai cuộn có số vòng khác số liệu trên. Máy biến thế ngoài tính năng tăng, giảm điện thế xoay chiều còn có tính năng quan trọng là làm biến đổi cường độ dòng điện. Cường độ dòng điện trong cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tỷ lệ nghịch với số vòng dây. I I 1 2  n2 n1 KIẾN THỨC THỰC TẾ 2. Giải pháp "tình thế" bằng dùng kiến thức "thương mại" Thị trường Việt Nam hiện nay tuy phong phú về linh kiện điện tử, nhưng đôi khi cũng... “có của độc" (tức là bị hỏng, rất khó mua thay thế). Nếu là biến thế hỏng ta có thể khắc phục được: Tính số vòng: Lấy hệ số từ 35-45 (tuỳ theo chất lượng lõi thép), không rõ thì lấy TB (tức 40) đem chia cho tiết diện lõi thép (chỗ cuốn dây) tính bằng cm2. VD: lõi thép có tiết diện 2 cm2, số vòng sẽ là 40:2=20 vòng/vôn. Từ đó tính ra cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp cần cuốn. Cỡ dây thì lấy mẫu của biến thế hỏng, đem ra cửa hàng (người bán sẽ biết và ta có thể nhờ tư vấn thêm). Nếu số vòng ít, có thể đếm được thì là lý tưởng nhất. Các em thực hiện sẽ thấy thú vị trong thành quả của mình. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ - Học phần ghi nhớ và đọc “có thể em chưa biết” SGK. - Chuẩn bị mẫu báo cáo thực hành trang 104 SGK. - Làm bài tập 37 trang 46 SBT