Giáo án Công nghệ 12 Điện - điện tử Cánh diều bài 3: Mạch điện xoay chiều ba pha

Ngày soạn: .../.../...

Ngày dạy: .../.../...

CHỦ ĐỀ 2: HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA 

BÀI 3: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Trình bày được khái niệm và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha.

• Mô tả được cách nối nguồn, tải ba pha.

• Xác định các thông số hiệu dụng của mạch điện ba pha đối xứng.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra; biết lựa chọn các nguồn tài liệu học tập phù hợp.

• Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm, tiếp thu sự góp ý và hỗ trợ thành viên trong nhóm để tìm hiểu về mạch ba pha.

• Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến mạch điện xoay chiều ba pha, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực công nghệ:

• Trình bày được khái niệm và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha.

• Mô tả được cách nối nguồn, tải ba pha.

• Mô tả được cách nối mạch ba pha, xác định các thông số hiệu dụng của mạch điện ba pha đối xứng.

• Tính toán được một số bài toán về mạch điện ba pha.

• Vận dụng kiến thức về mạch điện ba pha để ứng dụng trong thực tế.

3. Phẩm chất

• Ham học hỏi thông qua việc tìm hiểu kiến thức về mạch điện ba pha.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

• Máy chiếu, máy tính, màn hình hiển thị, hoặc ti vi.

• Hình vẽ và tranh ảnh trong SGK: Đồ thị góc pha của dòng điện xoay chiều một pha hình sin, cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha, đồ thị sức điện động ba pha đối xứng, đồ thị vecto sức điện động ba pha đối xứng, cách nối tải ba pha, cách nối nguồn ba pha và tải điện ba pha,... 

• SGK, SGV Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

2. Đối với học sinh:

• SGK Công nghệ 12 – Công nghệ Điện – Điện tử.

• Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: GV huy động khả năng quan sát và hiểu biết của HS; nhận ra các thiết bị điện ba pha.

b. Nội dung: GV sử dụng câu hỏi ở phần khởi động (SGK – tr14) để đặt vấn đề, HS quan sát Hình 3.1 SGK và trả lời câu hỏi. Từ câu trả lời của HS, GV dẫn dắt nhằm gây chú ý của HS vào nội dung bài học.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các đặc điểm của thiết bị trong hình.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình 3.1 (SGK – tr14) cho HS quan sát và yêu cầu trả lời nội dung Khởi động (SGK – tr14)

Động cơ điện trên Hình 3.1 sử dụng nguồn điện nào để hoạt động? Dòng điện trong động cơ có đặc điểm gì? 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng hiểu biết, kinh nghiệm của bản thân, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

Gợi ý trả lời:

- Động cơ điện trên Hình 3.1 sử dụng nguồn điện xoay chiều.

- Dòng điện trong động cơ có đặc điểm: sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất.

- GV yêu cầu HS khác nhận xét, bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV dẫn dắt vào bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn về dòng điện xoay chiều ba pha và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha, chúng ta cùng tìm hiểu trong bài hôm nay  – Bài 3: Mạch điện xoay chiều ba pha.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu về dòng điện xoay chiều ba pha

a. Mục tiêu: HS trình bày được khái niệm và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha.

b. Nội dung: GV chia HS làm nhóm đôi yêu cầu đọc SGK và thực hiện nhiệm vụ để tìm hiểu về dòng điện xoay chiều ba pha.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu về dòng điện xoay chiều một pha và dòng điện xoay chiều ba pha.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS nghiên cứu mục I.1 (SGK – tr14), thảo luận theo nhóm đôi quan sát hình 3.2 và trả lời câu hỏi: Dòng điện xoay chiều một pha là gì? - Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và hướng dẫn HS chỉ ra điểm khác biệt chính giữa dòng điện một pha và ba pha. - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu mục I.2, I.3 trong SGK – tr14,15 kết hợp quan sát hình 3.3; 3.4; 3.5 và trả lời các câu hỏi sau: 1. Dòng điện xoay chiều ba pha là gì? 2. Dòng điện xoay chiều ba pha được tạo ra bằng cách nào? - Sau khi HS trả lời, GV kết luận về nội dung dòng điện xoay chiều ba pha. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. - GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận: *Trả lời câu hỏi 1 (SGK – tr14) - Dòng điện xoay chiều ba pha là dòng điện được tạo ra trong mạch điện ba pha. *Trả lời câu hỏi 2 (SGK – tr14) - Nguồn điện xoay chiều ba pha (sức điện động ba pha) được tạo ra bởi máy phát điện xoay chiều ba pha. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.  Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ. - GV kết luận về nội dung Khái niệm và nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha. - GV chuyển sang nội dung Cách nối nguồn và tải điện ba pha.

I. KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN LÍ TẠO RA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA  1. Khái niệm dòng điện xoay chiều một pha hình sin  - Dòng điện xoay chiều một pha hình sin là dòng điện biến đổi theo một hàm sin được biểu diễn trên đồ thị góc pha (Hình 3.2) và có công thức:  Trong đó:  i là giá trị tức thời của dòng điện  Im là giá trị lớn nhất hay biên độ của dòng điện  I là giá trị hiệu dụng của dòng điện là góc pha, với là góc pha đầu,  đơn vị radial (rad) là tốc độ góc tỉ lệ với tần số f (số chu kì T trong một giây, đơn vị Hertz (Hz)): ,  đơn vị radial/s (rad/s) 2. Khái niệm dòng điện xoay chiều ba pha   - Dòng điện xoay chiều ba pha được tạo ra trong mạch điện ba pha  - Mạch ba pha gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải ba pha và tải điện ba pha.  3. Nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha - Nguồn điện xoay chiều ba pha (sức điện động ba pha) được tạo ra bởi máy phát điện xoay chiều ba pha. - Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều ba pha: + Phần tĩnh của máy phát (stator) có ba cuộn dây: AX (pha A), BY (pha B) và CZ (pha C). Các cuộn dây của các pha có cùng kích thước và số vòng dây nhưng đặt lệch nhau một góc 2π/3 rad trong không gian. + Phần quay của máy phát (rotor) là một nam châm điện một chiều. Khi quay rotor với tốc độ không đổi, từ trường của nam châm điện sẽ lần lượt quét qua các cuộn dây pha A, pha B, pha C và tạo ra trong ba cuộn dây ba sức điện động cảm ứng eA, eB và eC có cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch nhau về góc pha là 2π/3 rad, gọi là nguồn ba pha đối xứng.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về cách nối nguồn và tải điện ba pha

a. Mục tiêu: HS mô tả được cách nối nguồn và tải điện ba pha.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS hiện nhiệm vụ để tìm hiểu về cách nối nguồn và tải điện ba pha.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu về cách nối nguồn và tải điện ba pha.

d. Tổ chức thực hiện:

----------------------

--------Còn tiếp--------