Giáo án Vật lý 12 nâng cao - Bài 31: Động cơ không đồng bộ ba pha

Bài 31: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
I. MỤC TIÊU:
1.Kiến thức:
- Hiểu thế nào là từ trường quay và cách tạo ra từ trường quay nhờ dòng điện ba pha
- Hiểu nguyên tắc cấu tạo và à hoạt đđộng của đđộng cơ không đđồng bộ 3 pha.
2. Kỹ năng: 
 - Giải thích sự tạo ra từ trường quay
3. Vận dụng:Cấc đđộng cơ đđiện xoay chiều 3 pha
II. CHUẨN BỊ: 
1. Giáo viên: Giáo án, đồ dùng trong thí nghiệm, mô hình hoặc tranh vẽ
2. Học sinh : Oân lại các kiến thức cũ như : dòng điện ba pha, xem lại hiện tượng cảm ứng điện từ
III. NỘI DUNG BÀI DẠY: 
1. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ :
 a. Từ trường qua.Sự quay đồng bộ:
VD: Khi một nam châmquay quanh một trục xx,, từ trường do nam châm gây racó các đường sức từ quay trong không gian. Đó là một từ trường quay
- Nếu đặt giữa hai cực của một nam châm chữ U một kim nam châm( Hình 31.1 SGK) và quay đều nam châm chữ U thì kim nam châm quay đều với cùng tốc độ góc . Ta nói kim nam châm quay đồng bộ với từ trường
 b. Sự quay đồng bộ:
 Thay kim nam châm bằng một khung dây dẫn kín sao cho nam châm và khung dây cóthể quay dễ dàng quanh trục xx/(hình31.2SGK ). Nếu nam châm quay đều với tốc độ góc quanh trục xx/ thì khung dây cũng quay đều nhưng với tốc độ góc 0 luôn nhỏ hơn .Ta nói chúng quay không đđồng bộ với nhau.
 * Nguyên tắc: Động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc của hiện tượng cảm ứng điện từ và tác dụng của từ trường quay gọi là động cơ không đồng bộ( động cơ cảm ứng)
2. Tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha:
 - Mắc ba cuộn dây giống nhau với mạng điện ba pha, bố trí mỗi cuộn lệch nhau 1/3 vòng tròn( Hình vẽ 31.3SGK)
 - Trong ba cuộn dây có ba dòng điện cùng biên độ ,cùng tần số nhưng lệch pha nhau . Mỗi cuộn dây đều gây ra ở vùng quanh O một từ trường mà cảm ứng từ có phương dọc theo trục cuộn dây và biến đổi tuần hoàn với cúng tần số nhưng lệch pha nhau .
 - Từ trường tổng hợp tại O có độ lón không đổi và quay trong mặt phảng song song với ba trục cuộn dây với cùng tần số.
3. Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha:
 a. Cấu tạo:
 Gồm 2 bộ phận chính:
 - Stato: Ba cuộn dây giống nhau quấn trên ba lõi sắt bố trí lệch nhau 1/3 vòng tròn
 - Rôto: Là hình trụ tạo bởi nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau
b. Hoạt động: 
 Khi mắc các cuộn dây ở stato với nguồn điện ba pha, từ trường quay tạo thành có tần số bằng tần số dòng điện. Từ trường quay tác dụng lên dòng điện cảm ứng trong các khung dây của rôtocác mômen lực làm rôto quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường. Chuyển động quay của rôto được sử dụng để làm quay các máy khác.
Công suất tiêu thụ của động cơ điện ba pha bằng tổng công suất tiêu thụ của các pha
Hiệu suất của động cơ: , với Pi : công suất cơ học mà động cơ sinh ra và P : công suất tiêu thụ của động cơ 
IV.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hoạt động 1: Oån định lớp , kiểm tra bài cũ( 5 phút)
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Lắng nghe , thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi .
- Nhận xét của các nhóm khác.
-Nêu câu hỏi bài cũ liên quan đến: hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện ba pha
- Cho các nhóm thảo luận và gọi trả lời.
- Nhận xét, đánh giá.
Hoạt động 2ø: Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ( 12 phút)
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Lắng nghe
- Đọc SGK
- Trả lời câu hỏi của GV
- Nhận xét của bạn
- Ghi nhận
- Quan sát TN
- TL: tốc độ quay của kim nam châm với tốc độ quay của từ trường bằng nhau.
- Ghi nhận 
- Quan sát TN
- TL: tốc độ quay của khung dây nhỏ với tốc độ quay của từ trường.
- Ghi nhận kiến thức 
- Giải thích
- Trả lời câu C1
- Trả lời câu hỏi
- Ghi nhận kiến thức .
- Đặt vấn đề dẫn dắt và vào bài mới
- Cho HS đọc SGK phần 1
- Đặt câu hỏi: Thế nào là từ trường quay?
- Gọi HS trả lời
- Nhận xét và chốt kiến thức
- GV giới thiệu và làm TN về sự quay đồng bộ( chú ý phải quay đều)
- Hỏi: So sánh tốc độ quay của kim nam châm với tốc độ quay của từ trường?
- GV nhận xét và khẳng định về sự quay đồng bộ
- GV giới thiệu và làm TN về sự quay không đồng bộ
- Hỏi: So sánh tốc độ quay của khung dây với tốc độ quay của từ trường?
- GV nhận xét và khẳng định về sự quay không đồng bộ
- Yêu cầu HS giải thích về sự quay không đồng bộ
- Nhận xét và nêu câu hỏi C1
- Hỏi: Động cơ không đồng bộ dựa trên nghuyên tắc nào?
- Nhấn lại kiến thức trọng tâm của mục 1
Hoạt động 3: Tìm hiểu tạo ra từ trường quay bằng dòng điện ba pha( 13 phút)
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Nêu lại
- Lắng nghe và quan sát hình vẽ.
- Thảo luận nhóm và chứng minh
- Nhận xét của nhóm khác
- Ghi nhận kiến thức .
- Yêu cầu HS cách tạo ra từ trường quay bằng dòng ba pha( phần công nghệ)
- GV đưa ra tranh vẽ hình 31.3 SGK và giới thiệu.
- Gợi ý cho HS từ trường tổng hợp gây bởi ba cuộn dây là từ trường quay (cho thảo luận)
- Nhận xét và nhấnmạnh kiến thức của mục.
 Hoạt động 4: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha ( 10 phút)
Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên
- Lắng nghe và ghi nhận kiến thức
- Trả lời câu C2
- Ghi nhận
- Nêu hoạt động động cơ không đồng bộ ba pha
- Nhận xét của bạn
- GV giơái thiệu về cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha
- Giới thiệu về rôto lồng sóc
- Nêu câu hỏi C2
- Nhận xét
- Yêu cầu HS nêu hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha
- Nhận xét và chốt lại 
 III. Củng cố: (5 phút) 
 - GV củng cố lại kiến thức trọng tâm bài học
- Nêu các câu hỏi trắc nghiệm cho HS thảo luận và trả lời
- Cho bài tập ở nhà
- Dặn bài mới.