bài tập mạch LC sóng điện từ và thu phát sóng vô tuyến

Khóa h
ọ
c
LTĐH
Đ
B V
ậ
t Lí

–
Th
ầ
y Đoàn
Công Th
ạ
o
BT mạch LC. Sóng điện từ và thu phát sóng vô tuyến

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1
-



I. Bài tập mạch LC (tiếp )
Bài 4: (viết phương trình q, i)
Cho mạch điện như hình vẽ, biết e, L, C. Ban đầu khóa k đóng ổ a. Tại thời điểm t=0, khóa k đóng vào b.
Viết phương trình điện tích bản 1 và bản 2 của tụ, và dòng điện đi qua cuộn cảm L
Hướng dẫn giải
+ Khi khóa k đóng vào a

0 0 0
. .
U e Q C U C e
⇒ = ⇒ = =

+ Gọi
1
q
là điện tích bản 1, chọn chiều dương dòng điện hướng về phía bản 1
1 0
0
1
os( )
1
; ; .
'
q Q c t
Q C e
i q
LC
ω ϕ
ω
= +

= =

=


1

1( 0) 0 0
1
( 0) 0
2 1
1
. . os
os
1 1
0 0 ' . sin
0 sin 0
1
. . os
t
t
q C e c t
LC
q Q Q c
t i q C e t
i Q
LC LC
q q C e c t
LC
ϕ
ϕ
ω ϕ
=
=

=



= + =


= ⇒ ⇒ = ⇒ = = −
 
= = =




= − =



Bài 5:
Cho mạch điện như hình vẽ biết: L, C, e, r. Ban đầu khóa k đóng vào a. Tại thời điểm t=0, k được đóng vào
b, viết phương trình điện tích bản tụ 1 và 2, và dòng điện đi qua cuộn cảm L
Hướng dẫn giải
Khi k đóng vào a:
2
2
0 0
1 1
ax
2 2
t
e e
I E m LI L
r r

 
= ⇒ = =
 
 

Khi k đóng vào b thì có mạch dao động LC
Gọi
1
q
là điện tích bản 1, chọn chiều dương dòng điện hướng về phía bản 1
1 0
0
0
1
os( )
1
; ; .
'
q Q c t
I
e
Q LC
i q
r
LC
ω ϕ
ω
ω
= +


= = =

=


BÀI TẬP MẠCH LC. SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ
THU PHÁT SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Khóa h
ọ
c
LTĐH
Đ
B V
ậ
t Lí

–
Th
ầ
y Đoàn
Công Th
ạ
o
BT mạch LC. Sóng điện từ và thu phát sóng vô tuyến

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2
-

1
1( 0)
1
( 0) 0 0 0
2 1
1
. os
2
0
1
0 ' sin
sin sin
2 2
1
sin
2
t
t
e
q LC c t
r
LC
q
e
t i q t
i I Q I
r
LC

e
q q t
r
LC
π
π π
ϕ
ω ϕ ϕ
π
=
=

 
= +

 
 

=


 
 
= ⇒ ⇒ = ⇒ = = − +
 
 
= − = = −
 





 

= − = +
 

 


II. Dạng 2: Sóng điện từ và thu phát sóng vô tuyến điện
A. Tóm tắt lý thuyết
1. Hai giả thuyết của Maxwell
-

Mỗi khi có một từ trường biến thiên trong không gian thì sẽ làm xuất hiện ở không gian lân cận một điện
trường xoáy, và các đường sức điện là những đường tròn kín bao quanh đường sức từ
-

Nếu tồn tại một điện trường biến thiên thì xuất hiện ở không gian lân cận một từ trường xoáy, và các
đường sức từ bao quanh các đường sức điện
2. Điện trường xoáy và đặc điểm điện trường xoáy
+ Khái niệm: Đường sức điện trường là đường cong kín
+ Đặc điểm: Kín, công của lực điện trường khác không, chiều tuân theo định luật Lenxơ
3. Dòng điện dẫn, dòng điện dịch
-

Có một mạch LC đang có dao động điện từ thì dòng điện chạy qua cuộn cảm là dòng điện dẫn, từ trường
gây bởi dòng điện dẫn gọi là từ trường gây bởi dòng điện dẫn.
-

Trong không gian giữa 2 bản tụ có sự biến thiên điện tích nên có một điện trường biến thiên, điện trường
biến thiên này sinh ra từ trường, từ trường này là từ trường của một dòng điện tương đương, gọi là dòng
điện dịch
-

Dòng điện dẫn gây tác dụng cơ học, còn dòng điện dịch không gây tác dụng cơ học vì không có sự dịch
chuyển của dòng các hạt mang điện
4. Điện từ trường
a.
Điện từ trường là tập hợp của 2 trường biến thiên: Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
b.
Sóng điện từ là sự lan truyền của điện từ trường trong không gian
c.
Tính chất sóng điện từ
-

Ở chân không sóng điện từ truyền tốt nhất với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng
-

Là sóng ngang:
B E v
⊥ ⊥
  

-

Không cần môi trường đàn hồi, truyền được trong tất cả các môi trường
-

Mang năng lượng, năng lượng
4
f
∼

-

Có các tính chất của sóng cơ học: phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ…và
.
v f
T
λ
λ
= =
5. Mạch dao động hở và Ăng ten
-

Giả sử mạch LC có 2 bản tụ rất gần nhau, khi đang có dao động trong miền không gian 2 bản tụ có
điện trường biến thiên sinh ra từ trường biến thiên, và nếu như khoảng cách 2 bản tụ này nhỏ thì lúc đó
miền không gian có điện từ trường biến thiên không có khả năng bức xạ sóng điện từ. Lúc đó mạch dao
động được gọi là mạch dao động kín
-

Nếu cho 2 bản tụ ra xa nhau thì vùng không gian có điện từ trường biến thiên này rất rộng, và nó sinh
ra bức xạ điện từ ra ngoài không gian xung quanh, có
1
2
f
LC
π

=
. Mạch này gọi là mạch dao động hở,
mỗi một mạch dao động hở có tần số riêng
Khóa h
ọ
c
LTĐH
Đ
B V
ậ
t Lí

–
Th
ầ
y Đoàn
Công Th
ạ
o
BT mạch LC. Sóng điện từ và thu phát sóng vô tuyến

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 3
-


-

Nếu ta có một sóng điện từ lan truyền đến mạch dao động. Từ trường biến thiên xuyên qua cuộn cảm

làm xuất hiện một xuất điện động cảm ứng có tần số bằng tần số của sóng điện từ trường đến. Trong cuộn
dây xuất hiện hiện tượng dao động cưỡng bữc, dòng điện này xuất hiện trong Ăng ten, người ta nói Ăng ten
đã thu được sóng điện từ
6. Mạch dao động điện từ duy trì, máy phát sóng
-

Mạch dao động duy trì dùng Transistor cung cấp phần năng lượng hao phí cho mạch dao động
-

Mạch dao động duy trì ghép thêm Ăng ten trở thành máy phát sóng
7. Nguyên tắc thu phát sóng vô tuyến điện
-

Sơ đồ mạch đầu vào (tham khảo bài giảng)
-

Giải thích:
+ Trong không gian có vô số sóng vô tuyến điện của các đài phát có tần số tương ứng từ
1
n
f f
→
. Khi đến
đầu Ăng ten của máy thu, nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, nó đã tạo ra được tất cả các dao động điện từ
cưỡng bức của các đài phát trong mạch đầu vào LC. Để máy thu, thu được sóng điện từ có tần số nào đó thì
ta thường điều chỉnh C sao cho
r
f f
=
. Khi đó chỉ có tín hiệu của đài phát có tần số f mới được cổng

hưởng trong mạch dao động LC và tăng lên đạt giá trị cực đại so với các tìn hiệu khác rồi đưa về các tần
sau của mạch. Khi đó ta nói rằng máy thu đã thu được tín hiệu của đài phát có tần số f


Giáo viên :
Đoàn Công Thạo

Nguồn :
Hocmai.vn