Vật lý 9 Bài 38: Thực hành: Vận hành máy phát điện và máy biến thế

- Luyện tập vận hành máy phát điện xoay chiều.

• Nhận biết loại máy (nam châm quay hay cuộn dây quay), các bộ phận chính của máy.
• Cho máy hoạt động, nhận biết hiệu quả tác dụng của dòng điện do máy phát ra không phụ thuộc vào chiều quay (đèn sáng, chiều quay của kim vôn kế xoay chiều).
• Càng quay nhanh thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy càng cao.

- Luyện tập vận hành máy biến thế.

• Nghiệm lại công thức của máy biến thế
• Tìm hiểu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp khi mạch hở.

- Tìm hiểu tác dụng của lõi sắt.

a) Bộ phận chính và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều:

• Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều: Khi ta cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm. Ta sẽ thu được dòng điện xoay chiều trong các máy trên khi nối hai cực của máy với các dụng cụ tiêu thụ điện.

• Bộ phận chính của máy phát điện xoay chiều là: Cuộn dây và nam châm

b) Các bộ phận chính và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế:

- Bộ phận chính của máy biến thế: Gồm có:

• Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau.

• Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây.

• Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế:  Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.

• 1 Máy biến thế nguồn.

• 1 Máy phát điện xoay chiều.

• 1 Máy biến thế đơn giản có hai cuộn dây dẫn, một cuộn 200 vòng, cuộn thứ hai có đầu ra lần lượt ứng với 400 vòng và 600 vòng.

• 2 Vôn kế xoay chiều có giới hạn đo 36V

• 1 Khoá K

• 10 dây nối

• 1 bóng đèn pin

a) Vận hành máy phát điện xoay chiều đơn giản:

• Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch điện hình 38.1

• Bước 2: Mắc bóng đèn vào hai đầu lấy điện ra của máy phát điện (H 38.1). Mắc Vôn kế xoay chiều song song với bóng đèn. 

• Bước 3: Điều khiển tay quay để cuộn dây của máy phát điện quay đều đặn, quan sát đồng thời độ sáng của bóng đèn và số chỉ của Vôn kế.

b) Vận hành máy biến thế:

• Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch điện hình 38.2

• Bước 2: Dùng cuộn dây 200 vòng làm cuộn sơ cấp và cuộn 400 vòng làm cuộn thứ cấp. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều 6V. Dùng Vôn kế xoay chiều để đo hiệu điện thế U1 ở hai đầu cuộn sơ cấp và U2 ở hai đầu cuộn thứ cấp. Ghi kết quả đo vào bảng 1: Báo cáo thực hành. 

• Các nhóm hoạt động theo các bước sau:

• Bước 3: Dùng cuộn dây 400 vòng làm cuộn sơ cấp và cuộn 200 vòng làm cuộn thứ cấp. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều 6V. Dùng Vôn kế xoay chiều để đo hiệu điện thế U1 ở hai đầu cuộn sơ cấp và U2 ở hai đầu cuộn thứ cấp. Ghi kết quả đo vào bảng 1: Báo cáo thực hành. 

• Các nhóm hoạt động theo các bước sau:

• Bước 4: Dùng cuộn dây 600 vòng làm cuộn sơ cấp và cuộn 200 vòng làm cuộn thứ cấp. Mắc hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều 6V. Dùng Vôn kế xoay chiều để đo hiệu điện thế U1 ở hai đầu cuộn sơ cấp và U2 ở hai đầu cuộn thứ cấp. Ghi kết quả đo vào bảng 1: Báo cáo thực hành. 

Sơ đồ thí nghiệm hình 38.1

Câu 1: Hiệu điện thế ở hai đầu của máy phát điện thay đổi như thế nào khi cuộn dây của máy phát điện quay càng nhanh? Hiệu điện thế lớn nhất có thể đạt được khi quay máy là bao nhiêu?

Câu 2: Đổi chiều quay của cuộn dây, đèn có sáng không ? Vôn kế có hoạt động không?

Câu 3: Căn cứ vào kết quả đo ở trên, thiết lập mối quan hệ giữa số đo các hiệu điện thế và số vòng của các cuộn dây của máy biến thế. Kết quả này có phù hợp với kết luận đã thu được ở bài 37 không?

Câu 4: Quan hệ giữa số đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây cuả máy biến thế và số vòng của các cuộn dây là gì?

Sau bài học cần nắm:

• Nắm được một số kĩ năng tiến hành thí nghiệm.
• Nắm được nội dung minh họa trình bày các trình tự, kinh nghiệm tiến hành thí nghiệm.
• Biết cách sử dụng các dụng cụ phòng thí nghiệm như: nam châm quay hay cuộn dây quay.
• Giải thích cơ chế hoạt động của máy biến thế.