Bài 20. Mạch dao động

Trường THPT BC
Trần Khai Nguyên
Sở Giáo Dục - Đào Tạo
Tp. Hồ Chí Minh
CHƯƠNG 4 :
Dao Động Điện Từ
Sóng Điện Từ
TRƯỜNG THPT BC TRẦN KHAI NGUYÊN
Tổ Vật Lý
Chương 4 - Bài 1
Mạch dao động - Dao động điện từ
Mạch dao động .
Thí nghiệm về dao động điện từ.
Phương trình dao động điện từ.
Trở về
I. Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động .
II. Năng lượng điện từ trong mạch dao động .
I. Sự Biến Thiên Điện Tích Trong Mạch Dao Động:
2. Thí nghiệm về dao động điện từ : Mắc mạch điện như hình vẽ :
Đặt khoá K ở vị trí A. Tụ điện C được tích điện Q0
Chuyển K qua vị trí B. Tụ điện C phóng điện qua L. Ta có các điện tích chuyển dời qua lại trong mạch LC gọi là dao động điện từ.
Trở về
1. Mạch dao động : Là một mạch điện khép kín gồm tụ điện C và cuộn cảm L. Điện trở của mạch điện không đáng kể.
3. Phương trình dao động điện từ :
Xét một mạch dao động LC, tích điện cho tụ điện rồi cho tụ điện phóng điện qua L.
i = q`
- Dòng điện i qua L biến thiên làm xuất hiện suất điện động tự cảm :
e = -Li` = -Lq"
- Hiệu điện thế u ở hai đầu cuộn cảm :
u = e - r i mà r = 0 ? u = e
- Điện tích của tụ điện : q = Cu
? q = -CLq"
?
Đặt :
?
Giải phương trình vi phân bậc hai trên ta được nghiệm :
q= Qosin(?t+?)
Vậy điện tích của tụ điện biến thiên điều hòa với tần số góc ?.
Ta thấy ? chỉ phụ thuộc vào những đặc tính L và C của mạch nên gọi là dao động điện từ tự do.
Cường độ dòng điện trong mạch :
i = q`= ?Qocos(?t+?)
Vậy cường độ trong mạch biến thiên điều hòa với cùng tần số góc là ? và biên độ là I0 = ?Q0 .
?
II. Năng Lượng Điện Từ Trong Mạch Dao Động :
Xét một mạch dao động L,C với dao động điện từ trong mạch có biểu thức : q = Q0sin(?t+?)
? i = q` = ?Q0cos(?t+?)
- Năng lượng tức thời của điện trường ở tụ điện :
- Năng lượng tức thời của từ trường ở cuộn dây :
- Năng lượng điện từ trong mạch :
với
Trở về
Kết luận :
Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường ở tụ điện và năng lượng từ trường ở cuộn cảm
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian với cùng một tần số (f` = 2f).
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn luôn có sự chuyễn hóa qua lại lẫn nhau.
Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường được bảo toàn.
Trong thực tế ta luôn có sự mất mát năng lượng do điện trở của mạch điện, sự phát xạ sóng điện từ nên năng lượng dao động điện từ giảm dần và dao động điện từ trong mạch là dao động tắt dần.
Ô�n tập
1. Viết công thức tính chu kỳ T và tần số f của một mạch dao động LC. Vì sao dao động điện từ của mạch được coi là dao động tự do?
2. Một mạch dao động có L= 4 mH và C=90 nF. Năng lượng của dao động điện từ trong mạch là 0,8.10-6 J. Tính cường độ cực đại ở L và hiện điện thế cực đại ở C.
Trở về
3. Một mạch dao động gồm cuộn cảm L và tụ điện C có tần số dao động riêng là 600 KHz. Nếu dùng hai tụ điện C ghép song song rồi ghép với L thì tần số dao động riêng của mạch là bao nhiêu?
Trường THPT BC
Trần Khai Nguyên
Sở Giáo Dục -Đào Tạo
Tp. Hồ Chí Minh
?
?
?
?
?
?