Bài 22. Bài tập về dao động điện từ

Ngày nay con người
thông tin, liên lạc với
nhau bằng phương
tiện nào nhanh chóng
nhất?

Sóng điện từ được
Sóngphát
vô tuyến
( sóng
điện từ)
và thu
như thế
nào ?


MẠCH
CHƯƠNG
IV : DAO ĐỘNG.

DAODAO
ĐỘNG
ĐIỆNĐIỆN
TỪ TỪ.
ĐỘNG
SÓNG ĐIỆN TỪ

Cấu trúc của bài :
I. Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động :
+Mạch dao động.
+Lập biểu thức xác định điện tích của tụ tại thời điểm t

II. Dao động điện từ trong mạch dao động:
+Lập biểu thức tính năng lượng trong mạch dao động.
+Kết luận


MẠCH DAO ĐỘNG.
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I. SỰ BIẾN THIÊN CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
Xét một mạch điện như hv :
P
Bây
giờ, chúng Khi
ta Bộ
hãy
xét
xem
tích vụ
của tụ
nối
K với
:điện
nguồn
PAcó
nhiệm
và dòng điện qua cuộn
cảmgì
thay
đổiđiện
thế vào
nào tụ

? C:
Bộ nguồn
P?nạp
q:0
Qo
C
+

-

+

-

D
L

K
K

A

B

Nối K với B :

Ta có mạch kín chứa L và C,
ta có mạch điện như thế nào ?
gọi là Trong
mạch dao

động
mạch
xảy ra hiện
? một dòng điện
Tụ C phóng tượng
điện vàgìcó
đi qua cuộn cảm L


MẠCH DAO ĐỘNG.
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
I. SỰ BIẾN THIÊN CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
C
+

L

-

Tại thời điểm t, tụ C có điện tích q và đang
phóng điện ;
Tụ C đóng vai trò là nguồn
cuộn cảm L đóng vai trò là máy thu

Trong khoảng tg ∆t khá nhỏ liền sau t, độ biến thiên
của điện tích của tụ là ∆q ( ∆q < 0 )
Cường
dòng
điện qua
cuộnđiện

dây qua
:
Hãy xácđộđinh
cường
độ dòng
cuộn cảm L ?

∆q
i== - q/
∆t

(1)


I. SỰ BIẾN THIÊN CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG MẠCH DAO ĐỘNG

Dòng cuộn
điện idây
tăngxuất
dầnhiện
làm một
xuấtsuất
hiệnđiện
trongđộng
cuộncảm
dâyứng
Trong
C
một đại
lượng

nào
? điện :
đóng
vai trò
suất
phản
-

∆i
e = L.
∆t

+

= L.i/ = - Lq//

(2)
D

Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây :
= ( về
R +hiệu
r ) .điện
i + ethế
= eở hai đầu cuộn dây
Hãy nhậnuxét
và ở hai đầu tụ điện ?
Lập ubiểu
thức
tính điện

hiệu thế
điệncủa
thếtụ
ở điện
hai đầu cuộn
cũng
là hiệu
dây và ở hai đầu tụ điện ?
q
u=
C

L

B


Từ(1)
2) tatađược
Từ (1)và
và( (2),
được: điều gì ?

q
− Lq =
C
1
//
q +
q=0

LC
//

Hay :

Nghiệm của phương trình

q = Q0 sin ( ωt + ϕ )

với

ω=

1
LC

Vậy : Điện tích của tụ điện trong mạch biến thiên điều hoà
với tần số góc :

ω=

1
LC


II.DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
Chọn điều kiện ban đầu thích hợp, ta có :

q = Q0 sin ( ω t )

Trong mạch dao
động có những
Năng lượng điện trường của tụ điện
dạng năng
Q02
q2
wd =
=
sin 2 ( ω t )
lượng nào?
2C
2C
w d = W0d sin 2 ( ω t )

Q02
Với W0d =
2C

-năng lượng điện trường
-năng lượng từ trường


Năng lượng từ trường của cuộn dây :

1
wt =
Li 2
2

,

i
=
−
q
= −ω Q0 cos ( ω t ) = − I 0 cos ( ω t )
Với
1 2
1
2
w t = LI 0 cos ( ω t ) = Lω 2 Q02 cos 2 ( ω t )
2
2

vì

1
ω =
LC
2

nên

2
0

Q
2
2
wt =
cos ( ωt ) = W0t cos ( ωt )

2C
Trong đó

LI 02
Q02
W0t =
=
2
2C


Ta có :

Wod = Wot = Wo

Biểu thức wd và wt được viết lại :

( ωt )
2
= Wo cos ( ω t )

w d = Wo sin
wt

2

Và năng lượng của mạch dao động

w = w d + w t = W0 sin 2 ( ωt ) + W0 cos 2 ( ωt )
w = W0 = const

Từ những kết quả trên, ta có thể rút ra kết luận gì ?


Kết luận :
a. 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
b. Năng lượng điện trường và năng lượng
từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo
một tần số chung
c. Tại mọi thời điểm, năng lượng của mạch
dao động được bảo toàn


Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên
gọi là dao động điện từ
Dao
động
điện
một tự
daodo,
động
Dao
động
điện
từtừ
là có
mộtphải
daolàđộng

bởi tự
vì do hay
không ?tại sao ?
tần số

Tần số

ω=

1

LC

chỉ phụ thuộc đặc tính của mạch

ωlà tần số dao động riêng của mạch


1.Mạch dao động là mạch kín chứa tụ điện C và cuộn cảm L
2. Điện tích của tụ biến thiên điều hoà với tần số

ω =

1
LC

3. Dao động của mạch dao động LC là dao động điện từ

ω=

1

LC

là tần số riêng của mạch dao động