Bài 21. Dao động điện từ

Nguyễn Đình Tấn. THPT số 1. Bố Trạch. Quảng Bình Dạng 1 BÀI TOÁN VỀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG THU, PHÁT SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA MẠCH DAO ĐỘNG Tần số góc, tần số và chu kì dao động riêng của mạch LC: LC2T; LC2 1 f; LC 1 π= π ==ω Cần lưu ý, C là điện dung của bộ tụ điện. + Nếu bộ tụ gồm C 1 , C 2 , C 3 , . mắc nối tiếp, điện dung của bộ tụ tính bởi . C 1 C 1 C 1 C 1 321 +++= , khi đó . 3C 1 C 1 C 1 L 2T; . 3C 1 C 1 C 1 L 1 2 1 f; . 3C 1 C 1 C 1 L 1 21 2121 +++ π=         +++ π =         +++=ω + Nếu bộ tụ gồm C 1 , C 2 , C 3 , . mắc song song, điện dung của bộ tụ là C = C 1 + C 2 + C 3 + ., khi đó .)CCC(L2T; .)CCC(L2 1 f; .)CCC(L 1 321 321321 +++π= +++π = +++ =ω Sóng điện từ mạch dao động LC phát hoặc thu được có tần số đúng bằng tần số riêng của mạch, ta có thể xác định bước sóng của chúng (vận tốc truyền sóng trong không khí có thể lấy bằng c = 3.10 8 m/s): LCc2cT π==λ * Phương pháp 1. Mỗi giá trị của L hặc C, cho ta một giá trị tần số, chu kì tương ứng, viết tất cả các biểu thức tần số hoặc chu kì đó rồi gán những giá trị đề bài cho tương ứng (nếu có). VD: Khi độ tự cảm cuộn dây là L 1 , điện dung tụ điện là C 1 thì chu kì dao động là T 1 Khi độ tự cảm cuộn dây là L 2 , điện dung tụ điện là C 2 thì chu kì dao động là T 2 . Ta phải viết ra cácbiểu thức chu kì tương ứng 2 11 CL2T π= 2 22 CL2T π= Sau đó xác lập mối liên hệ toán học giữa các biểu thức đó. Thường là lập tỉ số; bình phương hai vế rồi cộng, trừ các biểu thức; phương pháp thế . 2. Từ công thức tính bước sóng ta thấy, bước sóng biến thiên theo L và C. L hay C càng lớn, bước sóng càng lớn. Nếu điều chỉnh mạch sao cho C và L biến thiên từ C m , L m đến C M , L M thì bước sóng cũng biến thiên tương ứng trong dải từ mmm CLc2 π=λ đến MMM CLc2 π=λ * Một số bài tập minh họa Bài 1 Nếu điều chỉnh để điện dung của một mạch dao động tăng lên 4 lần thì chu kì dao động riêng của mạch thay đổi như thế nào (độ tự cảm của cuộn dây không đổi)? Có hai giá trị của điện dung: C và C’ = 4C, tương ứng với hai giá trị chu kì LC2T π= và ( ) T2C.L22C4.L2'LC2'T =π=π=π= Vậy chu kì tăng 2 lần. Khi làm bài trắc nghiệm, không phải trình bày và tiết kiệm thời gian, ta có nhận định sau: Từ biểu thức tính chu kì ta thấy T tỉ lệ với căn bậc hai của điện dung C và độ tự cảm L. Tức là, nếu C tăng (hay giảm) n lần thì T tăng (hay giảm) n lần, nếu L tăng (hay giảm) m lần thì T tăng (hay giảm) m lần. Ngược lại với tần số f. Như bài tập trên, do C tăng 4 lần, suy ra ngay chu kì tăng 24 = lần. Bài 2 Nguyễn Đình Tấn. THPT số 1. Bố Trạch. Quảng Bình Nếu tăng điện dung của một mạch dao động lên 8 lần, đồng thời giảm độ tự cảm của cuộn dây đi 2 lần thì tần số dao động riêng của mạch tăng hay giảm bao nhiêu lần? .f 2 1 'fHay 2 1 f 'f C8.L 2 1 2 1 'C'L2 1 'f LC2 1 f ==⇒          π = π = π = Tần số giảm đi hai lần. Có thể suy luận: C tăng 8 lần, L giảm 2 lần suy ra tần số thay đổi 2 2 1 .8 = lần. Tăng hai lần. Bài 3 Một mạch dao động gồm có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 10 -3 H và một tụ điện có điện dung điều chỉnh được trong khoảng từ 4pF đến 400pF (1pF = 10 -12 F). Mạch này có thể có những tần số riêng như thế nào? Từ công thức LC2 1 f π = suy ra 22 Lf4 1 C π = Theo bài ra F10.400CF10.4 1212 −− ≤≤ ta được F10.400 Lf4 1 F10.4 12 22 12 −− ≤ π ≤ , với tần số f luôn dương, ta suy ra Hz10.52,2fHz10.52,2 65 Thao giaíng chaìo mæìng Ng KIẾN THỨC CỦA CHƯƠNG • Dao động sóng điện từ, tương tự chúng với dao động sóng • Dao động điện từ tự do, dao động tắt dần, hệ tự dao động, dao động cưỡng cộng hưởng điện • Thao giaíng chaìo mæìng Ng z B O Chấn tử B y E Phương truyền sóng E r B x Bước sóng Sự lan truyền sóng điện từ Chấn tử nguồn phát sóng, thường làm kim loại bên có dòng điện biến thiên Thao giaíng chaìo mæìng Ng NỘI DUNG CHÍNH CỦA BÀI HỌC Dao động điện từ mạch LC Năng lượng điện từ mạch dao động Dao động điện từ tắt dần Dao động điện từ trì Hệ tự dao động Dao động điện từ cưỡng Sự cộng hưởng Sự tương tự dao động điện từ dao động Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11  Biết cấu tạo mạch dao động LC hiểu khái niệm dao động điện từ  Thiết lập công thức dao động điện từ riêng mạch LC (q, i, u, B, WC; WL)  Hiểu nguyên nhân tắt dần dao động điện từ nguyên tắc trì dao động  Hiểu tương tự dao động điện dao động Dao động điện từ mạch LC: a) Thí nghiệm R a b K P C L a K b R C b) Giải thích P L qmax umax + + - i=0 q + _ i q=0 u=0 _ + i max i -qmax -umax - + - + _ + q=0 u=0 Chu kì mới… + _ + + - i=0 i -Imax i i=0 O t i O xmax v=0 t x=0 vmax xmax v=0 x=0 -vmax Chu kì mới… C1 Trong hình, thời điểm từ trường ống dây có giá trị lớn nhất? Giá trị nhỏ nhất? Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11 Dao động điện từ mạch LC a) Thí nghiệm b) Giải thích c) Khảo sát định lượng Hiệu điện uAB = e - ri ≈ e với r ≈ A q+ + - C q - L + nên   d  dq   di  xét cácphương  = − Lq"trình q, i, uAB, B? u ≈ e = − L = − L Hãy nhận  AB q  dt dt  dt    ⇒ = − Lq " hay q " + q=0 C2 Pha dao động u i có trùng  C LC q  không? Vì sao? u AB = C Vì L, C dương, đặt ω = LC Suy phương trình q” + ω 2q = Có nghiệm: q=q0.cos(ω.t + φ) (C) Suy q q0  u AB = C = C cos(ωt + ϕ ) = U cos(ωt + ϕ ) ( V )  π  i = q ' = − ω q sin( ω t + ϕ ) = I cos( ω t + ϕ + ) ( A)  0  π  B = B cos( ω t + ϕ + ) ( T)   B Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11 Dao động điện từ mạch LC Nhận xét - Biến thiên điện trường từ trường mạch LC gọi dao động điện từ - Nếu tác động điện trường từ trường với bên ngoài, dao động mạch LC gọi dao động điện từ tự - Các đặc trưng riêng: LC + Tần số góc riêng: ω= + Chu kì riêng: 2π T= = 2π LC ω + Tần số riêng: 1 f= = T 2π LC Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11 Năng lượng điện từ mạch dao động Tại thời điểm t - Năng lượng điện trường tập trung tụ điện q q 02 WC = = cos ( ωt + ϕ ) ( J ) C 2C - Năng lượng từ trường tập trung cuộn cảm q Lω 2q 02 WL = Li = sin (ωt + ϕ ) = sin (ωt + ϕ ) ( J ) 2 2C - Năng lượng điện từ toàn phần mạch LC q 02 W = WC + WL = ( J ) = const 2C Kết luận: trình dao động mạch, lượng từ trường lượng điện trường chuyển hóa cho nhau, tổng lượng điện từ không đổi Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11 Cũng cố học Bài tập: Cho mạch dao động LC với cuộn dây có độ tự cảm L=25mH, phương trình điện tích tụ điện có dạng: q=5.10 -13 cos(2.107.t + π/2) (C) Trả lời câu hỏi sau? Câu 1: Tần số dao động riêng mạch có giá trị bao nhiêu? A 2.107/ π (Hz) B 107/ π (Hz) C 107 (Hz) D 107/ π(Hz) Câu 2: Điện dung cường độ dòng điện cực đại có giá trị bao nhiêu? A 10-13 (F) ; 10-2 (A) B 10(pF); 10-2 (mA) C 5.10-13 (F);10-3(mA) D 10-7 (μF) ;10-5 (A) Câu 3: Biểu thức cường độ dòng điện mạch nào? A i=10-5 cos(2.10-7 t + π /2 )(A) B i=10-5 cos(2.10-7 t - π /2 )(A) C i=10-5 cos(2.10-7 t + π)(A) D i=10-5 cos(2.10-7 t )(A) Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy Nhaì giaïo Viãût Nam 20/11 Hướng dẫn nghiên cứu học tiết 36 Mục Dao động điện từ tắt dần - Tại có dao động điện từ tắt dần mạch dao động điện từ? - Thế tượng dao động điện từ tắt dần? - Hiện tượng dao động điện từ tắt dần phụ thuộc yếu tố nào? Mục Dao động điện từ trì Hệ tự dao động - Dao động điện từ trì nào? nhờ thiết bị điện tử nào? - Trả lời câu hỏi C3 Mục Dao động điện từ cưỡng Sự cộng hưởng - Thế dao động điện từ cưỡng bức? Trả lời câu hỏi C4 - Thế cộng hưởng? Đồ thị biểu diễn biên độ cường độ dòng điện nào? Nêu ứng dụng cộng hưởng mạch LC? Mục Sự tương tự dao động điện từ dao động - So sánh đại lượng biểu thức tương tự NGUYỄN QUỐC LỢI – TP CAO LÃNH - ĐỒNG THÁP. Năm học 2009- 2010 §Ò thi ………………. Khèi : …………………. Thêi gian thi : …………. Ngµy thi : ………………. §Ò m«n DAO DONG - LC C©u 1 : Chọn câu đúng. Sự hình thành dao động điện từ tự do trong mạch dao động là do: A. Hiện tượng tự cảm. B. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra trong mạch dao động C. Hiện tượng cảm ứng điện từ. D. Nguồn điện không đổi tích điện cho tụ điện. C©u 2 : Chọn câu đúng. Cường độ tức thời của dòng điện trong mạch dao động là i = 0,05sin2000t. Tụ điện trong mạch có điện dung C = 5μF. Độ tự cảm của cuộn cảm là: A. 0,5H B. 100H C. 5.10 -5 H D. 0,05H C©u 3 : Chọn câu đúng. Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 27μH, một điện trở thuần 1Ω và một tụ điện 3000ρF. Hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 5V. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một công suất: A. 335,4 W B. 112,5 kW C. 1,37.10 -3 W D. 0,037 W C©u 4 : Chọn câu đúng. Một khung dao động gồm một cuộn dây L và tụ điện C thực hiện dao động điện từ tự do. Điện tích cực đại trên một bản tụ điện là Q o = 10 -5 C và cường độ dòng điện cực đại trong khung là I o = 10A. Chu kỳ dao động của khung dao động là: A. 6,28.10 7 s B. 62,8.10 6 s C. 2.10 -3 s D. 0,628.10 -5 s C©u 5 : Chọn câu đúng. Một mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự cảm 10μH, điện trở không đáng kể và tụ điện 12000ρF, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 6V. Cường độ dòng điện cực đại chạy trong mạch là: A. 20,8.10 -2 A B. 122,5 A C. 14,7.10 -2 A D. 173,2 A C©u 6 : Phát biểu nào sau đây là sai A. Sóng điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, giao thoa B. Sóng điện từ mang năng lượng C. Sóng điện từ truyền đi có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng D. Sóng điện từ là sóng ngang C©u 7 : Chọn câu đúng. Mối liên hệ giữa điện trường và từ trường thể hiện: A. Tần số của điện trường phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ trường. B. Khi từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường biến thiên và ngược lại điện trường biến thiên làm xuất hiện từ trường biến thiên. C. Tần số của từ trường phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của điện trường. D. A, B, C đều đúng. C©u 8 : Chọn câu đúng. Nguyên tắc phát sóng điện từ: A. máy tăng thế và ăng ten B. mắc phối hợp một máy phát dao động điều hòa với một ăngten. C. dùng một ăngten lớn ở đài phát. D. mắc phối hợp mạch dao động với một ăngten. C©u 9 : Khi mắc tụ C 1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có 1 λ = 60 m; khi mắc tụ có điện dung C 2 với cuộn L thì mạch thu được 2 λ = 80 m. Khi mắc song song C 1 và C 2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là A. 48 m B. 140 m C. 70 m D. 100 m C©u 10 : Sóng nào sau đây dùng trong truyền hình bằng sóng vô tuyến điện A. Sóng dài B. Sóng ngắn C. Sóng cực ngắn D. Sóng trung C©u 11 : Khi mắc tụ C 1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có 1 λ = 60 m; khi mắc tụ có điện dung C 2 với cuộn L thì mạch thu được 2 λ = 80 m. Khi mắc nối tiếp C 1 và C 2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là A. 140 m B. 100 m C. 70 m D. 48 m C©u 12 : Chọn câu sai. Để thực hiện các thông tin vô tuyến, người ta sử dụng: A. Sóng cực ngắn vì nó không bị tầng điện ly phản xạ hoặc hấp thụ và có khả năng truyền đi xa theo đường thẳng B. Sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất nên có thể truyền đi xa được trên mặt đất. 1 NGUYỄN QUỐC LỢI – TP CAO LÃNH - ĐỒNG THÁP. Năm học 2009- 2010 C. Ban đêm sóng trung truyền đi xa hơn ban ngày. D. Sóng ngắn Giáo viên: Đàm Th Linhị T T Nhiênổ ự Tr ng THPT Nam Khoái Châuườ Ch ng IVươ Dao Đ ng Và Sóng Đi n ộ ệ Từ BÀI 21: DAO Đ NG ĐI N TỘ Ệ Ừ 1.Dao động điện từ trong mạch LC. a) Thí nghiệm. Cấu tạo mạch điện hình 21.1? H×nh 21.1: S¬ ®å m¹ch dao ®éng – Mạch điện hình 21.1 gồm: Tụ C, cuộn cảm L, pin P và chuyển mạch K, điện trở R. C L R P a b K C1 1 L1 1 R1 1 P 5 a b K C1 1 L1 1 R1 1 P 5 a b K H×nh 21.1: S¬ ®å m¹ch dao ®éng a) b) Hoạt động của mạch điện hình 21.1? Hoạt động: • Khi chuyển K sang a: pin P nạp điện cho tụ C • Khi chuyển K sang b: tụ C phóng điện trong mạch kín LC. • Đồ thị thu được khi nối hai đầu cuộn cảm L với dao động kí điện tử. • Mạch LC còn gọi là mạch dao động hay khung dao động. q i 0 0 + - C1 1u L1 1m C2 1u L2 1m + - C3 1u L3 1m SW1 1 2 3 i=0 i imax qmax q=0 U=0 + - C1 1u L1 1m + - C1 1u L1 1m 8 9 i i=0 Ck m íơ + - C1 1u L1 1m + - C1 1u L1 1m 4 5 i i=0 -qmax -Umax C2 1u L2 1m + - C1 1u L1 1m 6 7 i -imax q=0 U=0 H×nh 21.3: Dao ®éng ®iÖn tõ cña m¹ch LC vµ dao ®éng cña con l¾c ®¬n T/4 T Hoạt động của mạch dao động khi khoá K đóng ở b? T/2 3T/4 b)Giải thích: • Khi K chuyển sang b, tụ C phóng điện qua L, ban đầu dòng i tăng dần gây ra hiện tượng tự cảm với dt di Le −= - Khi tụ hết điện dòng tự cảm lại nạp điện cho tụ, tụ được tích điện nhưng theo chiều ngược lại và tiếp tục phóng điện. -Hiện tượng lặp đi lặp lại như vậy và tạo thành dao động điện và dao động từ [...]... - L1 1m i=0 0 Xmax X=0 Xmax X=0 V=0 Vmax V=0 Ck mới Vmax Hình 21.3: Dao động điện từ của mạch LC và dao động của con lắc đơn Vy, trong quỏ trỡnh dao ng ca mch, nng lng t trng v nng lng in trng luụn chuyn hoỏ cho nhau, nhng tng nng lng in t l khụng i Cng c: Bi 1:Tỡm phỏt biu sai v nng lng trong mch dao ng LC A: Nng lng ca mch dao ng gm cú nng lng in trng tp trung t in v nng lng t trng tp trung... Khảo sát định lương dao = Lq" hay q "+ =0 động điện C LC Quy ước: Chng minh q(t), i(t), u(t) bin thiờn iu ho ? q>0 nếu bản cực bên trên mang điện tích dương i>0 nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm theo chiều từ B đến A t = 1 LC ta cú phng trỡnh: q "+ 2 q = 0 Nghim: T ú: q = q0 cos(t + ) i = q ' = q 0 sin( t + ) = q 0 cos( t + + ) 2 u AB q q0 = = cos(t + ) C C Nhn xột v pha dao ng ca u v Ta bit... sin S bin thiờn ca t trng v in trng trong mch trờn gi l dao ng in t T trng trong mch cú bin thiờn iu ho theo quy lut hm sin khụng v ti sao? Nu khụng cú tỏc dng in hoc t bờn ngoi thỡ dao ng ny c gi l dao ng in t t do vi cỏc c trng riờng: Tn s gúc riờng: = 1 LC Chu k riờng: Tn s riờng: 2 T= = 2 LC 1 1 f = = T 2 LC 2) Nng lng in t trong mch dao ng Nng lng in trng tp trung t: 2 2 0 q TRƯỜNG THPT TÂN PHƯỚC TỔ : VẬT LÍ GV : HUỲNH VĂN MẪN BÀI 21. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1.DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH LC 2.NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG 3.DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TẮT DẦN 4.DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ DUY TRÌ. HỆ TỰ DAO ĐỘNG 5.DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ CƯỠNG BỨC. SỰ CỘNG HƯỞNG 6.SỰ TƯƠNG TỰ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ DAO ĐỘNG CƠ 1. Dao động điện từ trong mạch LC: a. Thí nghiệm: b. Giải thích: c. Khảo sát định lượng: dt di Leu AB −=≈ rieu AB −= Với thì 0≈r Ta lại có: 'q dt dq i == Và C q u AB = nên: "Lq C q −= hay 0" =+ LC q q Đặt : LC 1 = ω , ta có phương trình: 0" 2 =+ qq ω Nghiệm của phương trình này có dạng: )cos( 0 ϕω += tqq Ta có : )cos( )sin(' 0 0 ϕω ϕωω +== +−== t C q C q u tqqi AB Biến thiên của điện trường và từ trường ở trong mạch dao động LC được gọi là dao động điện từ. Nếu không có tác động điện hoặc từ với bên ngoài thì dao động này gọi là dao động điện từ tự do. -Tần số góc riêng: -Chu kì riêng: -Tần số riêng: LC 1 = ω LCT π 2= LC f π 2 1 = 2. Năng lượng điện từ trong mạch daođộng: -Năng lượng điện từ tập trung trong tụ điện: )(cos 22 2 2 0 2 ϕω +== t C q C q W C -Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm: )(sin 22 1 2 2 0 2 2 ϕω ω +== t qL LiW L )(sin 2 2 2 0 ϕω += t C q -Năng lượng điện từ toàn phần của mạch LC là: const C q WWW LC ==+= 2 2 0 Vậy, trong suốt quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luôn chuyển hoá cho nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ là không đổi. [...]...3 .Dao động điện từ tắt dần: Trong các mạch dao động thực luôn có tiêu hao năng lượng Vì vậy dao động sẽ dừng lại sau khi năng lượng bị tiêu hao hết Quan sát trên dao động kí điện tử ta thấy biên độ của dao động giảm dần đến 0 Hiện tượng này gọi là dao động điện từ tắt dần 4 Dao động điện từ duy trì Hệ tự dao động: -Muốn duy trì dao động, ta phải bù đủ và đúng phần năng... tranzito để điều khiển việc bù năng lượng từ pin cho khung dao động LC ăn nhịp với từng chu kì dao động của mạch -Dao động trong khung LC được duy trì ổn định với tần số riêng w của mạch Người ta gọi đây là một hệ tự dao động 0 5 Dao động điện từ cưỡng bức Sự cộng hưởng: -Mắc mạch dao động LC có tần số dao động riêng w 0 nối tiếp với một nguồn điện ngoài Nguồn này có hiệu điện thế biến thiên theo thời gian:... cos(ωt + ϕ ) -Lúc này dòng điện trong mạch LC sẽ buộc phải biến thiên theo tần số w của nguồn điện ngoài chứ không thể dao động theo tần số riêng w0 được nữa Quá trình này được gọi là dao động điện từ cưỡng bức -Nếu thay đổi tần số w của nguồn điện ngoài thì biên độ của dao động điện ( biểu hiện qua cường độ dòng điện ) trong khung thay đổi theo, đến khi w = w 0 thì biên độ dao động điện trong khung đạt... tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ: Đại lượng cơ Đại lượng điện x v m k F μ Wt Wđ q i L 1/C u R WC WL Dao động cơ x +ω x = 0 '' 2 k ω= m x = A cos(ωt + ϕ ) Dao động điện q +ω q = 0 1 ω= LC q = q 0 cos(ωt + ϕ ) '' 2 i = q ' = −ωq 0 sin(ωt + ϕ ) v = x = −ωA sin(ωt + ϕ ) 2 2 q0 1q 1 2 1 1 2 1 2 1 2 + Li = W = kx + mv = kA W = 2 C 2 2 C 2 2 2 ' 1 Trong bảng phân tích dao động theo từng thời điểm... thời điểm trên hình 21. 3, ta có: A Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 2 B Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 4 C Năng lượng điện trường cực đại tại thời điểm số 6 D Năng lượng từ trường cực đại tại thời điểm số 7 2 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ CHƯƠNG IV z O y Phương truyền sóng Bước sóng x Chấn tử Sự lan truyền của sóng điện từ B r B r E r E r Chương này trình bày các kiến thức về:  Dao động và sóng điện từ, sự tương tự của chúng với dao động và sóng cơ.  Dao động điện từ tự do, dao động tắt dần, hệ tự dao động, dao động cưỡng bức và cộng hưởng điện.  Điện từ trường, sóng điện từ và nguyên tắc truyền thông bằng sóng điện từ. Bài 21 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 1. Dao động điện từ trong mạch LC điện từ a) Thí nghiệm Mạch điện Hình 1 gồm tụ điện C, cuộn cảm L, pin P và chuyển mạch K. Điện trở R được dung để hạn chế dòng điện nạp. Đầu tiên chuyển K sang a để nạp điện cho tụ điện C từ pin P. Sau đó chuyển K sang b để tụ điện C phóng điện trong mạch kín LC. a b K C L P R Hình 1 Sơ đồ mạch dao động Nối hai đầu cuộn cảm L với lối vào của dao động kí điện tử như Hình 2. Điều chỉnh dao động kí để có hình ổn định trên màn, ta sẽ thấy một đồ thị sạng sin. Từ đó, có thể nhận xét là trong mạch kín LC đã có một dòng điện dạng sin của dao động cơ đã biết. Mạch LC được gọi là mạch dao động (hoặc còn gọi là khung dao động). a b K C L P R Hình 2 Mắc mạch dao động LC với dao động kí b) Giải thích Hình 3 cho thấy từng giai đoạn của quá trình dao động điện và từ của mạch LC và dao động cơ của con lắc đơn. 3 q = 0 u = 0 q max u max i = 0 1 + + + + - - - - 2 + + - - 4 - - + + - - - - + + + + -q max -u max 5 i = 0 6 - - + + 7 q = 0 u = 0 8 + + - - i = 0 + + + + - - - - 9 Chu kì mới… max i r max i − s i r i r i s i s t t x max v = 0 x = 0 v max x max v = 0 x = 0 -v max Chu kì mới… q O O i Suất điện động tự cảm làm chậm sự phóng điện của tụ điện, và khi tụ điện hết điện thì dòng tự cảm lại nạp điện cho điện, làm cho tụ điện lại được tích điện nhưng theo chiều ngược lại. Sau đó, tụ điện lại phóng điện theo chiều ngược với ban đầu. Hiện tượng sẽ lặp đi lặp lại toạ thành dao động điện và dao động từ trong mạch. Khi K chuyển sang b, tụ điện C đang tích điện sẽ phóng điện qua L, ban đầu dòng điện tăng gây ra hiện tượng tự cảm với . di e L dt = − Quá trình dao động điện và từ trong mạch LC tương tự như dao động của con lắc đơn. C1 Trong Hình 3, tại thời điểm nào thì từ trường của ống dây có giá trị lớn nhất? Giá trị nhỏ nhất? [...]... lượng điện từ là không đổi Trong thực tế, trong mạch dao động có điện trở R khác không nên năng lượng của mạch dao động không được bảo toàn Dao động điện từ trong mạch là dao động tắt dần 3 Dao động điện từ tắt dần Trong các mạch dao động thực luôn có tiêu hao năng lượng, ví dụ do điện trở thuần R của dây dẫn, vì vậy dao động sẽ dừng lại sau khi năng lượng bị tiêu hao hết Quan sát trên dao động kí điện. .. điện tử (Hình 5) ta thấy biên độ của dao động giảm dần đến 0 R=0 R≠0 Hiện tượng này gọi là dao động điện từ tắt dần Giá trị của R càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh, thậm chí nếu R rất lớn thì không có dao động Dao động điện từ tắt dần R=0 R lớn R nhỏ R rất lớn Hình 5 Các hình ảnh trên màn hình dao động kí 4 Dao động điện từ duy trì Hệ tự dao động Muốn duy trì dao động, ta phải bù đủ và đúng phần năng... điều khiển việc bù năng lượng từ pin cho khung dao động LC ăn nhịp với từng chu kì dao động của mạch L T C C1 B 6V K + P - Hình 6 Mạch duy trì dao động Trong sơ đồ Hình 6, mạch điện duy trì dao động cho mạch LC, gồm có biến thế B chuyển các dao động của mạch LC tác động và cực gốc của tranzito qua tụ điện C1 Tác động này điều khiển sự đóng mở của tranzito sao cho ... Mục Dao động điện từ tắt dần - Tại có dao động điện từ tắt dần mạch dao động điện từ? - Thế tượng dao động điện từ tắt dần? - Hiện tượng dao động điện từ tắt dần phụ thuộc yếu tố nào? Mục Dao động. .. Năng lượng điện từ mạch dao động Dao động điện từ tắt dần Dao động điện từ trì Hệ tự dao động Dao động điện từ cưỡng Sự cộng hưởng Sự tương tự dao động điện từ dao động Thao giaíng chaìo mæìng Ngaìy... 20/11 Dao động điện từ mạch LC Nhận xét - Biến thiên điện trường từ trường mạch LC gọi dao động điện từ - Nếu tác động điện trường từ trường với bên ngoài, dao động mạch LC gọi dao động điện từ