Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 20: Mạch dao động (Chuẩn kĩ năng)

MẠCH DAO ĐỘNG   BAN C Ơ BẢN 
Chương 4: Dao động và Sóng  
* MẠCH DAO ĐỘNG 
* ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
* SÓNG ĐIỆN TỪ 
* NHỮNG NGUYÊN TẮC CỦA VIỆC 
THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG VÔ TUYẾN 
ĐIỆN 
Điện Từ 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
Mạch dao động gồm một cuộn cảm có 
độ tự cảm L ghép nối tiếp với một tụ điện 
có điện dung C thành mạch kín . 
Tô ® iÖn 
Cuén c¶m 
C 
L 
Nếu điện trở của mạch rất nhỏ , coi như bằng 0 
r = 0 
Ta có mạch dao động lý tưởng 
Muốn cho mạch hoạt động , ta tích điện 
cho tụ điện 
 bằng cách nối 2 bản tụ điện với nguồn 
điện 
C 
L 
K 
B 
A 
Muốn cho mạch hoạt động , ta tích điện 
cho tụ điện bằng cách nối tụ điện với 
nguồn điện 
rồi cho nó phóng điện qua mạch chứa 
cuộn cảm 
C 
L 
K 
B 
A 
C 
L 
K 
B 
A 
Nhờ hiện tượng tự cảm , năng lượng tích trữ 
trong cuộn dây tạo ra dòng điện tự cảm tiếp tục 
nạp điện cho tụ điện ngược dấu lúc đầu 
C 
L 
K 
B 
A 
Sau đó tụ điện tiếp phóng điện qua cuộn dây 
ngược chiều lần đầu tiên 
C 
L 
K 
B 
A 
Quá trình tiếp diễn , tạo nên dòng điện xoay chiều 
trong mạch dao động 
C 
L 
K 
B 
A 
Quá trình tiếp diễn , tạo nên dòng điện xoay chiều 
trong mạch dao động 
C 
L 
K 
B 
A 
Quá trình tiếp diễn , tạo nên dòng điện xoay chiều 
trong mạch dao động 
C 
L 
K 
B 
A 
Quá trình tiếp diễn , tạo nên dòng điện xoay chiều 
trong mạch dao động 
3. Người ta sử dụng điện áp xoay chiều 
tạo ra từ mạch dao động bằng cách nối 
hai bản tụ điện với mạch ngoài 
C 
L 
K 
B 
A 
C 
L 
K 
B 
A 
Điện áp lấy ra ở hai bản tụ điện 
C 
L 
K 
B 
A 
Điện áp lấy ra ở hai bản tụ điện 
C 
L 
K 
B 
A 
Điện áp lấy ra ở hai bản tụ điện 
1. Mạch dao động gồm cuộn cảm có độ tự 
cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện 
dung C thành mạch kín . 
Mạch dao động lý tưởng có điện trở mạch 
bằng 0 
2. Muốn mạch hoạt động ta tích điện cho 
tụ điện rồi cho nó phóng điện qua mạch 
3. Ta sử dụng điện áp xoay chiều của 
mạch bằng cách nối hai bản tụ điện với 
mạch ngoài . 
II. Dao động điện từ tự do trong  
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ 
dòng điện trong một mạch dao động lý tưởng : 
Kết quả nghiên cứu về điện tích trên một bản 
tụ điện cho ta q = q 0 cos( ω .t + φ ) 
Điện tích q biến đổi điều hòa 
(q > 0 khi b ản tụ điện đang xét tích điện dương 
Tần số g óc của dao động 
mạch dao động 
Nhắc lại lớp 11: 
Khi t rất nhỏ thì i là đạo hàm của q: i = q / ) 
Với q = q 0 cos( ω .t + φ )  i = ? 
 i = - q 0 . ω sin( ω .t + φ ) 
i = q 0 . ω cos ( ω .t + φ + /2 ) 
Cường độ dòng điện sớm pha /2 so với 
Biên độ dòng điện 
điện tích 
( ω .t + φ ) 
( ω .t + φ + /2 ) 
Trong mạch dao động , điện tích của một 
bản tụ điện và cường độ dòng điện biến 
thiên điều hòa theo thời gian và cường 
độ dòng điện sớm pha hơn điện tích góc 
/2 
Biên độ dòng điện 
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên 
của điện tích q của một bản tụ điện và 
cường độ dòng điện i trong mạch dao 
động khi điện trở thuần của mạch rất nhỏ 
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do 
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do 
Cường độ điện trường 
Cảm ứng từ 
tỉ lệ thuận với cường độ 
dòng điện i 
trong tụ điện tỉ lệ thuận với điện tích q 
Dòng điện i gây ra từ trường 
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên 
của cường độ điện trường 
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do 
tụ điện và cảm ứng từ 
giữa 2 bản 
động khi điện trở thuần của mạch rất nhỏ 
trong mạch dao 
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên 
của : * điện tích q của một bản tụ điện 
* và cường độ dòng điện i trong mạch 
dao động khi điện trở thuần của mạch rất 
nhỏ 
Dao động điện từ tự do là sự biến thiên 
của * cường độ điện trường 
tụ điện 
giữa 2 bản 
 khi điện trở thuần của mạch rất nhỏ 
trong cuộn dây 
* và cảm ứng từ 
3. Chu kỳ và tần số dao động riêng 
là chu kỳ và tần số của dao động điện từ 
tự do trong mạch 
Nếu L cỡ mH , C vào cỡ pF thì tần số dao 
động cỡ MHz là tần số thường dùng trong 
dãy sóng vô tuyến VHF 
của mạch dao động : 
III. Năng lượng điện từ 
Khi tụ điện tích điện , nó dự trữ năng 
lượng điện trường 
Tổng năng lượng điện trường và năng 
Khi dòng điện qua cuộn cảm , nó dự trữ 
năng lượng từ trường 
lượng từ trường là năng lượng điện từ 
Nếu mạch dao động lý tưởng (r = 0) thì năng lượng điện từ của mạch không đổi 
Câu hỏi 1. Chọn câu đúng . Mạch dao động gồm 
A. Điện trở thuần R và cuộn cảm L mắc 
nối tiếp 
B. Tụ điện và điện trở thuần R mắc nối 
tiếp 
C. Tụ điện C và cuộn cảm thuần L mắc 
nối tiếp 
D. Câu A, B, C đều sai 
Câu hỏi 2: Chọn câu sai . Mạch dao động lý tưởng gồm : 
A. Cuộn cảm thuần L và tụ điện mắc nối 
tiếp có điện trở toàn mạch rất nhỏ 
B. Dòng điện trong mạch dao động lý 
tưởng tồn tại rất lâu . 
C. Mạch dao động lý tưởng không tiêu 
thụ điện năng 
D. Điện áp hai đầu mạch tồn tại trong vài 
chu kỳ dao động của mạch . 
Câu hỏi 3: Chọn câu đúng . Muốn mạch dao động hoạt động ta cần phải : 
A. Nối hai đầu tụ điện với điện áp xoay 
chiều 
B. Nối hai đầu cuộn cảm với máy phát 
điện xoay chiều 
C. Tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng 
điện qua cuộn cảm 
D. Cho dòng điện không đổi qua mạch 
Câu 4: Chọn câu đúng . Muốn s ử dụng mạch dao động ta phải 
A. lấy điện áp hai đầu tụ điện ra ngoài 
B. lấy dòng điện của cuộn cảm ra ngoài 
C. lấy cả điện áp hai đầu cuộn cảm và 
cường độ dòng điện trong cuộn cảm ra 
ngoài . 
D. lấy cường độ dòng điện hiệu dụng của 
tụ điện ra ngoài 
Câu hỏi 5: Chọn câu sai . Trong mạch dao động 
A. Điện tích của một bản tụ điện biến 
thiên điều hòa theo thời gian 
B. Cường độ dòng điện trong mạch biến 
thiên điều hòa sớm pha hơn điện tích góc /2 
C. Điện tích của một bản tụ điện và 
cường độ dòng điện trong mạch biến 
thiên cùng tần số 
D. Cường độ dòng điện biến thiên cùng pha với điện tích 
Câu 6: Chọn câu đúng . Quan hệ giữa biên độ dòng điện và điện tích trong mạch dao động là : 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 7: Chọn câu đúng . Công thức chu kỳ dao động tự do của mạch dao động là 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 8: Chọn câu đúng . Công thức tần số dao động tự do của mạch dao động là 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 9: Chọn câu đúng . Công thức liên hệ giữa chu kỳ T, điện tích q 0, biên độ dòng điện I 0 của mạch dao động là 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 10: Chọn câu đúng . Công thức liên hệ giữa điện áp U 0 , điện tích q 0, biên độ dòng điện I 0 của mạch dao động là 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu hỏi 11: Chọn câu sai . Dao động điện từ tự do là 
A. Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động 
B. Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của cường độ điện trường của tụ điện và cảm ứng từ trong cuộn cảm của mạch dao động 
C. Dao động có biên độ không phụ thuộc yếu tố bên ngoài 
D. Dao động của điện tích và cường độ dòng điện với cùng tần số 
Câu hỏi 12: Chọn câu sai . Năng lượng điện từ 
A. Không đổi nếu điện trở mạch bằng 0 
B. được bảo toàn nếu không có tiêu hao năng lượng do tỏa nhiệt 
C. Không đổi nếu không có lực ma sát làm tiêu hao năng lượng 
D. Không đổi nếu mạch có tụ điện và cuộn cảm thuần và điện trở dây nối rất nhỏ