Bài 20. Mạch dao động

ôn tập kiến thức
Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện.
UAB= e - ri
Suất điện động tự cảm.
e = - Li’
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ
Năng lượng điện trường của tụ điện.
Năng lượng từ trường của cuộn cảm
Biểu thức ĐN cường độ dòng điện.
Chương IV. D ao động và sóng điện từ
Bài 20
MẠCH Dao ®éng
I. MẠCH DAO ĐỘNG
1. Cấu tạo:
- Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì mạch là mạch dao động lí tưởng.
Quan sát hình 20.1 nêu cấu tạo của mạch dao động?
- Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch kín gọi là mạch dao động
Imax
2. Hoạt động:
- Tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện sẽ phóng điện trong mạch nhiều lần, tạo ra dòng điện xoay chiều trong mạch.
Trình bày hoạt động của mạch dao động LC?
R
K
a
b
5
Máy phát dao động kí
Cuộn cảm
Tụ điện
Nguồn điện
3. ứng dụng:
Ví dụ: Xem dạng đồ thị biến thiên của điện áp, người ta nối hai bản này với một dao động kí điện tử. Trên màn dao động kí điện tử xuất hiện một hình sin.
- Người ta sử dụng điện áp xoay chiều tạo ra giữa hai bản tụ bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài (các bộ phận khác của mạch vô tuyến)
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MẠCH DĐ
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dđ.
- Khi mạch dao động hoạt động, điện tích trên một bản tụ nhất định.
Với
q > 0: lúc bản tích điện dương.
- Cường độ dòng điện trong mạch:
Với
i> 0: Dòng điện chạy đến bản mà ta xét.
Chọn g?c th?i gian là lúc tụ b?t d?u phóng điện. Khi đó:
Khi đó:
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do.
3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.
- Chu kì và tần số của dao động điện từ tự do trong mạch dao động gọi là chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.
- Nếu L cỡ mH, C cỡ pF thì f cỡ MHz
+ Tần số góc:
+ Chu kì:
+ Tần số:
III. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ
- Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ.
- Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch được bảo toàn.
- Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện:
- Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
q tương ứng với x
i tương ứng với v
WC tương ứng với Wt
WL tương ứng với Wd
Tương tự giữa mạch dao động và con lắc đơn:
Quy luật biến đổi q và i trong mạch LC tương ứng với đại lượng nào của con lắc đơn?
6. Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ
1. DĐĐT trong mạch LC
3. DĐĐT tắt dần
4. DĐĐT duy trì
2. Năng lượng trong mạch
6. Sự tương tự điện cơ
5. DĐĐT cộng hưởng
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn
Nội dung bài học
1. Mạch dao động: Gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện có điện dung C tạo thành một mạch kín.
2. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch.
3. Năng lượng của mạch.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1:Nêu cấu tạo mạch dao động. Viết công thức tính chu kì mạch dao động?
Câu 2:Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung 50pF và cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 5mH. Chu kì dao động của mạch LC?
DIấ?N TU` TRUO`NG
Bài 3.
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
1.Từ trường biến thiên và điện trường xoáy
Phát biểu định luật cảm ứng điện từ ?
a. Thí nghiệm
Hiện tượng gì xảy ra khi đưa nam châm vào trong lòng khung dây?
O
Dòng điện cảm ứng iC xuất hiện trong mạch điện kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch
iC
O
Sự xuất hiện
của iC chứng tỏ
điều gì
Đường sức của
điện trường nằm dọc
theo dây. Nó là một
đường cong kín
- Khi từ thông qua vòng dây dẫn kín biến thiên, trong vòng dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng.
- Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy.
Nêu đặc điểm đường sức điện trường của dòng điện cảm ứng?
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
1.Từ trường biến thiên và điện trường xoáy
a. Thí nghiệm
Điện trường tĩnh:
Các đường sức là những đường có hướng.
Chúng là các đường cong không kín: đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.
Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có một và chỉ một mà thôi. Các đường sức không cắt nhau.
Nơi có cường độ điện trường lớn thì các đường sức mau. Nơi có cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức thưa.
Điện trường xoáy:
- Có các tính chất a, c và d. Đối với điểm b: các đường sức của điện trường xoáy là đường cong kín, không có điểm đầu, không có điểm cuối.
Nêu các đặc điểm của đường sức điện trường tĩnh điện và so sánh với đường sức của điện trường xoáy?
Tại những điểm nằm ngoài vòng dây có điện trường nói trên hay không?
Nếu không có vòng dây mà vẫn cho nam châm tiến lại gần O có xuất hiện điện trường xoáy không?
Vòng dây dẫn kín có vai trò gì hay không trong việc tạo ra điện trường xoáy?
b. Kết lụân:
Theo Macxoen: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.
Maxoen nhà vật lí người
Anh đã xây dựng thuyết
điện từ,thống nhất các hiện
tượng điện từ. Ông cũng
đề ra thuyết điện từ về
ánh sáng.
2. Điện trường biến thiên và từ trường.
a. Từ trường của mạch dao động.
Vậy xung quanh một từ trường biến thiên có xuất hiện một từ trường hay không?
Xét một mạch dao động lí tưởng
đang hoạt động.
d: Khoảng cách giữa hai bản tụ.
- Tại thời điểm t cường độ dòng điện tức thời trong mạch là:
Có sự liên quan mật thiết giữa i với tốc độ biến thiên của E trong tụ điện.
Dòng điện qua tụ tương ứng với sự biến thiên của E theo thời gian
Xung quanh chỗ có E biến thiên trong tụ điện đã xuất hiện một từ trường B
Dòng điện dịch
Dòng điện dẫn
Như vậy, nếu coi dòng điện trong mạch là dòng điện kín thì phần dòng điện chạy qua tụ điện lúc đó sẽ ứng với sự biến thiên điện trường trong tụ điện theo thời gian. Vậy xung quanh chỗ có điện trường biến thiên trong tụ điện đã xuất hiện một từ trường.
b. Kết luận:
Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.
II. ĐIỆN TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC-XOEN
Thế nào là điện từ trường?
2.Thuyết điện từ Măc-xoen
1. Điện từ trường
Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường, từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường xoáy. Hai trường biến thiên này liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường.
Maxoen đã xây dựng hệ bốn phương trình diễn tả mối quan hệ của:
- Điện tích, điện trường, dòng điện và từ trường.
- Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy.
- Sự biến thiên của của điện trường theo thời gian và từ trường.
MẠCH DAO ĐỘNG.
Câu 1: Sự biến thiên của dòng điện i trong một MDĐ lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?
MẠCH DAO ĐỘNG.
Câu 2: M�ch dao ��ng �iƯn t� �iỊu ho� LC c� chu k�
A. phơ thu�c v�o L, kh�ng phơ thu�c v�o C.
B. phơ thu�c v�o C, kh�ng phơ thu�c v�o L.
C. phơ thu�c v�o c� L v� C.
D. kh�ng phơ thu�c v�o L v� C.
Cđu 3: Mách dao �oông LC khi taíng �ieôn dung leđn 4 laăn th� chu k� se�:
A.Taíng 4 laăn. B.Taíng 2 laăn.
C.Giạm 2 laăn. D.Giạm 4 laăn.
MẠCH DAO ĐỘNG.
Câu 4: M¹ch dao ®éng ®iÖn tõ ®iÒu hoµ cã cÊu t¹o gåm:
A. nguån ®iÖn mét chiÒu vµ tô ®iÖn m¾c thµnh m¹ch kÝn.
B. nguån ®iÖn mét chiÒu vµ cuén c¶m m¾c thµnh m¹ch kÝn.
C. nguån ®iÖn mét chiÒu vµ ®iÖn trë m¾c thµnh m¹ch kÝn.
D. tô ®iÖn vµ cuén c¶m m¾c thµnh m¹ch kÝn.
Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phương trinh điện tích của mạch có dạng:
q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + ? /2) (C ).
Câu 1: Tần số dao động riêng của mạch:
A. 2.107/ π (Hz)
C. 107 (H ).
B. 107/ 2π (Hz).
D. 107/ π (Hz).
HD:
VẬN DỤNG
Điện dung và cường độ dòng điện cực đại có giá trị:
A. 10-13 (F) ; 10-2 (mA).
C. 5.10-13 (F);10-3mA.
D. 10-7 (F) ;10-5 (A) .
B. 10(pF); 10-2 (mA).
Gi�i
Câu 2: Cho m¹ch dao ®éng LC cã L= 25mH, ph­¬ng tr×nh ®iÖn tÝch cña m¹ch cã d¹ng:
q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + π /2) (C ).
Câu 3: Năng lượng điện từ của mạch là:
D. 2.10-9 (J).
A. 250.10-9 (J)
B. 5.10-6(J)
C. 125.10-9 (J)
Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phương trình điện tích của mạch có dạng:
q(t) = 5.10-13 cos(2.107 t + ? /2) (C ).
Củng cố -trắc nghiệm
A.Xung quanh một điện tích đứng yên
C. Xung quanh một ống dây điện
B. Xung quanh một dòng điện không đổi
D. Xung quanh chổ có tia lửa điện
Sai rồi
Đúng
Câu 1 : Ở đâu xuất hiện điện từ trường ?
́Trắc nghiệm
Câu 2 :Chọn phát biểu đúng về điện trường xoáy :
A : Do điện trường biến thiên sinh ra
B : Biến thiên trong không gian
C : Do từ trường biến thiên sinh ra
D : Có đường sức là đường không khép kín
́Trắc nghiệm
Câu 3 : Điểm nào dưới đây không thuộc nội dung thuyết điện từ của Mac-xoen ?
A : Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường
B : Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ trường
C : Mối liên hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy
D :Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường