Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài: Mạch dao động. Dao động điện từ - Trường THPT Trần Khai Nguyên

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 Q 0 
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 . 
L 
C 
L 
C 
B 
A 
K 
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= Q o sin(  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’=  Q o cos( t +  ) 
Vậy cường độ trong mạch biến thiên điều hòa với cùng tần số góc là  và biên độ là I 0 =  Q 0 . 
 
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 = Q 0 sin(  t+  ) 
 i = q’ =  Q 0 cos( 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 .	 
Ôân 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 
 
 
 
 
 
