Bài 20. Mạch dao động

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ
LỚP 12 THPT
MẠCH DAO ĐỘNG & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I/ Söï bieán thieân ñieän tích trong maïch dao ñoäng .
Maïch dao ñoäng .
Hoaït ñoäng cuûa maïch .
Sô ñoà höôùng daãn thieát laäp bieåu thöùc töùc thôøi cuûa ñieän tích trong maïch .
Khoûa saùt söï bieán thieân ñieän tích cuûa maïch .
So saùnh dñ cô hoïc vaø dñ ñieän töø.
II/ Naêng löôïng dao ñoäng ñieän töø trong maïch dao ñoäng LC .
Khaûo saùt naêng löôïng dao ñoäng ñieän töø trong maïch dao ñoäng .
Keát luaän .
III/ Bài tập áp dụng .
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :
1/Mạch dao động :
Gồm cuộn dây có độ tự cảm L ( r = 0 ) nối với tụ điện có điện dung C tạo thành mạch kín .
I/ Söï bieán thieân ñieän tích trong maïch dao ñoäng :

2/ Hoạt động của mạch :
Sau khi tụ đã tích điện thì phóng điện , q là điện tích phóng qua mạch tạo thành dòng điện i . Vì cuộn dây có độ tự cảm nên dòng điện qua mạch tăng và giảm từ từ , tụ điện cũng phóng điện và tích điện từ từ .
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

2/ Hoạt động của mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

3/ Sơ đồ hướng dẫn cách thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch :

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch :
DAO ĐỘNG CƠ HỌC
x" = - � x
?x = A.sin( t + )
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
q" = - q
?q = Q.sin( t+ )

I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch :
Giả sử ở thời điểm t , điện tích của tụ điện là q và tụ đang phóng điện .
Cường độ tức thời của dòng điện qua cuộn cảm:
i = dq/dt = q`
Dòng điện biến thiên tạo ra trong cuộn cảm một suất điện động tức thời : e = - Li` = - Lq" .
Cuộn dây coi như máy thu điện : u = Ri + e = e ( Vì R = 0 )
Mặt khác : u = q / C ? q / C = - Lq"
Hay : Đặt :
Phương trình trên có nghiệm là :
3/ Kết luận : Điện tích của tụ điện trong mạch dao động biến thiên điều hoà với tần số góc
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động :

5/ So sánh dao động cơ học & dao động điện từ :
DAO ĐỘNG CƠ HỌC
x
v
Eđ
Et
K
m
Hệ số ma sát K
Lực ma sát Fms
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
q
i
WB
WE
1 / C
L
Điện trở R
Nhiệt lượng Q
II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C :
1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động :
Giả sử ở thời điểm t điện tích của tụ điện là :
Dòng điện tức thời qua cuộn dây thuần cảm :

Năng lượng điện trường tức thời của mạch :

Năng lượng từ trường tức thời của mạch :

Thay :

II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C :
1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động :
Suy ra năng lượng từ trường :

Năng lượng điện từ của mạch :


CHÚ Ý:

II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C :

2/ Kết luận :
1) Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm

2 ) Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung
3 )Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn . Tại mọi thời điểm tổng năng lượng điện trường và từ trường là không đổi

4 ) Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên gọi là dao động điện từ. Tần số ? = là tần số dao động riêng của mạch. Dao động điện từ của mạch dao động là một dao động tự do.
III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức :
Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C = 15000 pF và một cuộn cảm L = 5microH ,điện trở không đáng kể . Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là Uo = 1,2 V .
Câu 1/ Tính tần số dao động điện từ trong mạch ?
Câu 2/ Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức :
BÀI GIẢI CÂU 1
Tần số dao động điện từ trong mạch :


Suy ra :
III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức :
BÀI GIẢI CÂU 2
Cường độ dòng điện trong mạch :



Trong quá trình thiết kế , mặc dù đã hết sức cố gắng ,tuy nhiên do kiến thức hạn hẹp nên bài giảng chắc chắn có rất nhiều thiếu sót . Kính mong Thầy xem xét và hướng dẫn thêm
Xin chân thành cảm ơn .
Chân thành cảm ơn nhiệt tình của Thầy và các bạn theo dõi bài giảng này .