Bài giảng bài mạch dao động vật lý 12

Chương IV. Dao động và sóng điện từ

MẠCH Dao ®éng


ÔN TẬP KIẾN THỨC
C

• Hiệu điện thế giữa hai bản tụ

B

q

A

• Biểu thức ĐN cƣờng độ dòng điện.
• Biểu thức định luật Ôm cho
đoạn mạch chứa nguồn điện.
B

q
u=
C

q
'
i=
q
t
UAB= e - ri

A
i

e = - Li’

e,r

• Suất điện động tự cảm.

B

A

i
L

• Năng lƣợng từ trƣờng của cuộn cảm
• Năng lƣợng điện trƣờng của tụ điện.

1 2
WL = Li
2

1
1 2 q2
WC = qu  Cu 
2
2
2C

I. Mạch dao động

1. Cấu tạo:
- 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

C

L

- Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi
nhƣ bằng không thì mạch là mạch dao
động lí tƣởng.
Quan sát hình 20.1
nêu cấu tạo của mạch
dao động?


2. Hoạt động:
Trình bày hoạt động
- Tích điện cho tụ điệncủa
rồimạch
cho nódao
phóng
điện trong
động

mạch. Tụ điện sẽ phóng điện trong
LC? mạch nhiều lần, tạo ra
dòng điện xoay chiều trong
mạch.
K
R

a

b

C

P

L

Imax


3. ứng dụng:

- Ngƣời 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)
Ví dụ: Xem dạng đồ thị biến thiên của điện áp, ngƣời ta
nối hai bản này với một dao động kí điện tử. Trên màn
dao động kí điện tử xuất hiện một hình sin.

Y

L

C


Máy phát
dao động kí

Khóa

a K b
Điện
trở

R

C
P
Nguồn
điện

Tụ điện

Cuộn
cảm

L

II. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động.
1. Định luật biến thiên điện tích và cƣờng độ dòng điện
trong mạch dao động.
- Khi mạch dao động hoạt động, điện tích trên một bản
tụ nhất định.

q  q0Cos (t   )
Với





1
LC

L

Tần số góc của mạch dao động. Đơn vị là rad/s

q > 0: lúc bản tích điện dƣơng.


- Cƣờng độ dòng điện trong mạch:

dq

i
 I 0Cos(t    )

qt
2
Với

I 0  q0 .

i> 0: Dòng điện chạy đến bản mà ta xét.
Chọn gốc thời gian là lúc tụ bắt đầu phóng điện.
Khi đó:

q   .C  q0 ; i  0    0


Khi đó:

q  q0Cost



i  I 0Cos(t  )
2

và

Kết luận: Điện tích q của một bản tụ điện và cƣờng độ
dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hoà

theo thời gian, i sớm pha
so với q.
2

2. Định nghĩa dao động điện từ tự do.
Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q
của một bản tụ điện
 điện i ( hoặc
 và cƣờng độ dòng
cƣờng độ điện trƣờng
và cảm ứng
) trong
B từ
E
mạch dao động gọi là 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.

+ Tần số góc:
+ Chu kì:

+ Tần số:



T

2



1
LC

 2 LC

1
1
f 
T 2 LC

- Nếu L cỡ mH, C cỡ pF thì f cỡ MHz


III. Năng lƣợng điện từ.
- Năng lƣợng điện trƣờng tập trung ở tụ điện:
2
q
1q
2
WC 
 0 cos t    .
2 C
2C
2

- Năng lƣợng từ trƣờng tập trung ở cuộn cảm.
2
q

1 2
2
WL  Li  0 sin t   
2
2C

- Tổng năng lƣợng điện trƣờng và năng lƣợng từ
trƣờng của mạch gọi là năng lƣợng điện từ.
1 q0 2 1
W  WC  WL 
 CU 0 2  const
2 C 2

- Nếu không có sự tiêu hao năng lƣợng thì năng lƣợng
điện từ trong mạch đƣợc bảo toàn.


TƢƠNG TỰ GIỮA MẠCHQuy
DAOluật
ĐỘNG
VÀđổi
CON
LẮC
biến
q và
ĐƠN:
i trong mạch LC

q tƣơng ứng với x
i tƣơng ứng với v

tương ứng với đại
lượng nào của con lắc
đơn?
WC tƣơng ứng với Wt



WL tƣơng ứng với Wđ


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