Giáo án Vật lý 12 bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha

HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS

NỘI  DUNG CẦN ĐẠT

Hoạt động 1 :(5min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học .

GV: Điện năng của dòng điện được biến thành cơ năng thông qua các động cơ điện. Loại thông dụng nhất là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và từ trường quay.

Hoạt động 2 ::(10min)Tìm hiểu NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ     

GV:  Giới thiệu cho học sinh cơ cấu thí nghiệm.

HS:  Quan sát ghi nhớ sơ đồ.

GV:  Điều gì xảy ra nếu quay nam châm quanh xx’?

HS:  Khung dây quay theo cùng chiều với nam châm.

GV:  Giải thích tại sao?

HS:  Giải thích.

HS:  Nhận xét.

GV:  Nhận xét tổng kết.

HS:  Lắng nghe ghi nhớ.

GV:  Trình bày lí do của việc tạo từ trường quay bằng dòng điện xoay chiều.

GV:  Hãy thử nêu phương án tạo từ trường quay bằng dòng điện xoay chiều ba pha.

HS:  Nêu các phương án.

HS:  Nhận xét các phương án. Chọn phương án khả thi nhất.

GV:  Hướng học sinh chọn phương án như sách giáo khoa.

GV:  Từ trường quay được tạo ra như thế nào với phương án này?

HS:  Học sinh trình bày.

HS:  Học sing nhận xét.

GV:  Tổng kết

HS:  Lắng nghe, ghi nhớ.

GV:  Từ cơ sở tạo từ trường quay, hãy cho một cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha!

I – NGYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG .

1. Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ:

Hiện tượng:

      Quay nam châm U theo hình mũi tên với vận tốc góc là w không đổi. Từ trường giữa 2 nhánh của nó cũng quay với  vận tốc góc w. Khung dây quay theo cùng chiều với nam châm, vận tốc quay khung nhỏ hơn vận tốc  quay của nam châm.

Giải thích:

       -Khi quay nam châm từ thông gởi qua khung dây biến thiên, làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trên khung. Theo định luật Lenxơ dòng điện cảm ứng chống lại sự biến thiên của từ thông bên ngoài nên xuất hiện các mo men lực tác dụng lên khung dây làm cho nó quay cùng chiều với nam châm để chống lại sự thay đổi vị trí tương đối của nó với nam châm.

        -Nếu vận tốc quay của khung dây bằng vận tốc quay của từ thông, thì từ thông ngừng biến thiên, dòng điện cảm ứng biến mất, mô men lực từ  mất đi, khung dây quay chậm và đạt vận tốc ổn định w₀ .Vi w₀ < w ta gọi sự quay không đồng bộ.

2. Từ trường quay của dòng điện 3 pha

      Từ trường quay được tạo bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào 3 nam châm điện  đặt lệch nhau 120⁰ trên một vòng tròn.

Từ trường trong các cuộn dây của động cơ điện cũng dao động điều hòa giống như cường độ dòng điện.

    -Giả sử tại thời điểm t = 0 , từ trường B₁ của cuộn dây 1 có giá trị cực đại dương và hướng ra ngoài cuộn dây1, từ trường B₂ và B₃ của cuộn dây 2, 3 có giá trị âm và hướng vào trong 2 cuộn dây này. Vậy từ trường tổng cộng của 3 cuộn dây hướng ra xa cuộn 1

    -Tương tự sau 1/3 chu kì, từ trường B₂ của cuộn dây 2 cực đại và từ trường tổng cộng của 3 cuộn dây hướng ra xa cuộn dây 2.

    -Sau 1/3  chu kì nữa, từ trường B₃ của cuộn dây 3 cực đại và từ trường tổng cộng của 3 cuộn dây hướng ra xa cuộn dây 3.

Kết luận: Từ trường tổng cộng của 3 cuộn dây quay quanh tâm O với vận tốc góc bằng tần số góc của dòng điện.

Hoạt động 3 ::(10min)Tìm hiểu ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA .    

HS:  Nêu cấu tạo từ đó nêu hoạt động.

HS:  Nhận xét.

GV:  Kết luận.

HS:  Lắng nghe, ghi nhớ.

GV:  Làm thế nào để có thể tạo ra từ trường quay với dòng điện xoay chiều một pha?

HS:  Dùng 2 cuộn dây đặt lệch nhau một góc 90⁰, một cuộn được mắc thẳng vào mạng điện xoay chiều  cuộn còn lại nối với mạng điện qua 1 tụ điện, hai dòng điện trong hai cuộn dây lệch pha nhau 90⁰ và tạo ra từ trường quay.

GV:  Nêu kết luận.

HS:  Ghi nhớ

IICấu tạo của động cơ không đồng bộ

1-Động cơ không đồng bộ 3 pha

Stato:

 Gồm 3 cuộn dây quấn trên các lõi sắt đặt lệch nhau 120⁰ trên vành tròn để tạo  ra từ trường quay.

Rôto:

Hình trụ gồm  cuộn dây quấn quanh lõi thép.

Hoạt động :

Mắc động cơ vào mạng điện ba pha từ trường do stato gây ra làm cho roto quay trên trục. Chuyển động quay của roto được trục máy truyền ra ngoài để vận hành các máy công cụ khác.

2. Động cơ không đồng bộ 1 pha

     Stato gồm 2 cuộn dây đặt lệch nhau một góc 90⁰, một cuộn được mắc thẳng vào mạng điện xoay chiều  cuộn còn lại nối với mạng điện qua 1 tụ điện, hai dòng điện trong hai cuộn dây lệch pha nhau 90⁰ và tạo ra từ trường quay.

Động cơ không đồng bộ 1 pha có công suất vài trăm oát trở lại chủ yếu được dùng trong các công cụ gia đình : quạt điện, máy hút bụi, máy bơm nước.

Hoạt động 4 ::(10min)CỦNG CỐ , VẬN DỤNG KIẾN THỨC ĐÃ HỌC .