Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề Vật lí 11 KNTT CĐ 3 Bài 8: Bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra (P3)

Hoạt động 7. Tổng kết bài học  

1. Mục tiêu: Ôn tập và củng cố kiến thức cho HS về bộ khuếch đại và bộ khuếch đại thuật toán; những tính chất của bộ khuếch đại thuật toán; ưu điểm của bộ khuếch đại thuật toán so với các bộ khuếch đại thông thường khác; Nguyên tắc hoạt động của bộ khuếch đại thuật toán dùng để điều khiển relay điện từ đóng, ngắt thiết bị tiêu thụ điện; cách mắc LED với đầu ra của bộ khuếch đại thuật toán.
2. Nội dung: GV giao cho HS 1 số nhiệm vụ để củng cố kiến thức về bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra
3. Sản phẩm học tập: Kết quả thảo luận, thực hiện nhiệm vụ của HS
4. Tổ chức hoạt động:

1. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
2. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập tự luận
3. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời
4. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng
5. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm:

Câu 1: Tính chất của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng:

1. Có thể khuếch đại được tín hiệu có biên độ rất nhỏ
2. Có thể hoạt động ở mọi tần số
3. Không gây nhiễu trong quá trình khuếch đại
4. Cả 3 đáp án trên

Câu 2: Cấu tạo của relay ở dạng đơn giản gồm thiết bị nào?

1. Nam châm điện, miếng sắt non, điện trở quang
2. Nam châm điện, miếng sắt non, thanh đồng đàn hồi
3. Điện trở quang, diode phát quang, nam châm điện
4. Điện trở nhiệt, diode phát quang, thanh đồng đàn hồi

Câu 3: LED là một linh kiện điện tử biến đổi điện năng thành

1. Nhiệt năng
2. Quang năng
3. Cơ năng
4. Động năng

Câu 4: Cần mắc điện trở như thế nào với đèn LED ở lối ra của mạch khuếch đại thuật toán?

1. Mắc song song
2. Mắc nối tiếp
3. Mắc song song hoặc nối tiếp đều được
4. Không cần mắc điện trở với đèn LED ở lối ra của mạch khuếch đại thuật toán

Câu 5: Vai trò của bộ khuếch đại thuật toán trong việc hiệu chuẩn thiết bị đo:     

1. Khuếch đại tín hiệu cần đo
2. Hiển thị giá trị cần đo
3. Đóng, ngắt mạch điện
4. Giảm nhiễm trong quá trình khuếch đại

 -  GV chiếu bài tập tự luận củng cố thêm kiến thức cho HS về suy giảm tín hiệu: Hãy nêu các tính chất của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học, tìm đáp án đúng.

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập trắc nghiệm:

* Bài tập tự luận 

Các tính chất của bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng.

- Có thể khuếch đại được tín hiệu có biên độ rất nhỏ

- Cho phép khuếch đại được tín hiệu có công suất rất nhỏ mà không làm suy giảm tín hiệu do bị tiêu hao năng lượng.

- Có thể hoạt động ở mọi tần số

- Tín hiệu không có thời gian trễ

- Không gây nhiễu trong quá trình khuếch đại 

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

1. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
2. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học để giải một số bài tập vận dụng liên quan
3. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức đã học, kiến thức thực hiện dự án về bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra
4. Sản phẩm học tập: HS trình bày các dự án nhóm đã chuẩn bị
5. Tổ chức thực hiện: Dự án của HS về bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 3 nhóm tương ứng với 3 chủ đề cần thảo luận theo các bước của dự án trình bày trong SGK: Thực hiện dự án tìm hiểu về bộ khuếch đại thuật toán và thiết bị đầu ra theo các bước sau:

• Bước 1: Xác định nhiệm vụ: Tìm hiểu về tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán và nguyên tắc hoạt động của thiết bị đầu ra là mạch op-amp-relays, mạch op-amp-LEDs và mạch op-amp-CMs.
• Bước 2: Xác định hình thức báo cáo kết quả tìm hiểu được về bộ khuếch đại thuật toán và nguyên tắc hoạt động của 3 thiết bị đầu ra trên.
• Bước 3: Xây dựng kế hoạch và thời gian thực hiện việc tìm hiểu về bộ khuếch đại thuật toán và nguyên tắc hoạt động của 3 thiết bị trên.
• Bước 4: Thống nhất tiêu chí đánh giá dự án đảm bảo nêu được tính chất cơ bản của bộ khuếch đại thuật toán (op-amp) lí tưởng và nguyên tắc hoạt động của mạch op-amp-relays, LEDs, CMs.
• Bước 5: Thực hiện theo kế hoạch đã đề ra để hoàn thành sản phẩm như dự kiến.
• Bước 6: Báo cáo và đánh giá dự án đã thực hiện.

- GV giao nhiệm vụ mỗi nhóm thảo luận 1 chủ đề.

Chủ đề 1: Phân tích những ưu điểm của mạch khuếch đại thuật toán có trở kháng lối vào lớn và trở kháng lối ra nhỏ

Gợi ý:- Đối với tín hiệu vào, mạch khuếch đại thuật toán được coi như mạch tiêu thụ điện với nguồi tín hiệu. Nếu điện trở của mạch tiêu thụ (trở kháng vào của mạch khuếch đại) càng lớn thì tín hiệu càng ít bị suy giảm do dòng điện tiêu thụ của mạch này nhỏ.

- Đối với tín hiệu ra, mạch khuếch đại thuật toán được coi như nguồn điện và trở kháng ra được coi như điện trở trong của nguồn điện. Nếu điện trở này càng nhỏ thì tin hiệu ra càng ít bị suy giảm do không bị tiêu hao năng lượng nhiệt bên trong “nguồn điện”.

Có thể dùng định luật Ohm tính toán định lượng để giải thích chi tiết cho các lập luận trên.

Chủ đề 2: Thảo luận về những ưu điểm của relay điện từ so với công tác điện thông thường. Tại sao trong thiết bị đóng, ngắt nguồn điện tự động, người ta lại dùng relay mà không dùng công tắc điện thông thường?

Gợi ý:- Trong một số trường hợp không thể đóng, ngắt mạch điện trực tiếp được bằng tay thì người ta phải dùng relay điện từ để đóng, ngắt mạch điện từ xa. Ví dụ: những nơi nguy hiểm có hoá chất độc hại hoặc có nguồn điện cao áp,... người ta có thể dùng relay điện từ sử dụng với một nguồn điện công suất nhỏ ở xa để bật, tắt thiết bị.

- Trong lĩnh vực đo lường điều khiển, các tín hiệu điều khiển thiết bị là tín hiệu điện, do đó có thể dùng tín hiệu này bật, tắt relay để điều khiển hoạt động của thiết bị theo chương trình. Điều này không thể làm được với công tắc thông thường.

Chủ đề 3: Thiết bị đầu ra của một mạch khuếch đại thuật toán gồm một LED có điện áp hoạt động là 2 V được mắc nối tiếp với một điện trở. Trong trường hợp chưa biết dòng định mức của LED, hãy thảo luận và đưa ra một phương án thí nghiệm để tìm giá trị của điện trở này.

Gợi ý: Điện trở được mắc nối tiếp với LED phải có giá trị sao cho khi mắc vào mạch điện thì điện áp trên LED không được vượt quá 2 V. Có thể dùng thực nghiệm để xác định điện trở này bằng cách:

1. Mắc nối tiếp LED với một biến trở có giá trị lớn.
2. Đặt con chạy của biến trở ở vị trí có điện trở lớn nhất.
3. Dùng vôn kế đo điện áp trên LED.
4. Bật nguồn điện và điều chỉnh từ từ biến trở về giá trị nhỏ và theo dõi điện áp trên LED. Đến khi điện áp đạt 2 V thì dừng lại.
5. Gỡ biến trở ra khỏi mạch điện và đo giá trị điện trở tương ứng với vị trí con chạy ở trên ta sẽ có được điện trở cần tìm.

HS cũng có thể đưa ra phương án khác. Ví dụ: Mắc LED vào nguồn điện 2 V và đo dòng qua nó. Dòng điện này chính là dòng định mức của LED. Biết được dòng định mức và điện áp ra của mạch khuếch đại thuật toán ta có thể tính được điện trở

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm, thực hiện dự án học tập về 1 trong 3 chủ đề GV đưa ra

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

- GV mời đại diện HS của các nhóm trình bày kết quả dự án

- GV mời HS các nhóm khác nhận xét, bổ sung.

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

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

*Hướng dẫn về nhà

• Ôn tập và củng cố kiến thức vừa học trong bài
• Thực hiện mục “Em có thể” trong SGK – tr53
• Xem trước nội dung Bài 9: Mạch điện ứng dụng đơn giản có sử dụng thiết bị đầu ra