Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 20: Mạch dao động - Lương Quốc Vinh

 BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 
 LỚP 12 THPT 
MẠCH DAO ĐỘNG 
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
GVHD : PGS . TS LÊ CÔNG TRIÊM . 
HVTH : LƯƠNG QUỐC VINH . 
LỚP CAO HỌC VẬT LÝ KHÓA 15 – NK 2004-2007 . 
MẠCH DAO ĐỘNG & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
I / Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động . 
Mạch dao động . 
Hoạt động của mạch . 
Sơ đồ hướng dẫn thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch . 
Khỏa sát sự biến thiên điện tích của mạch . 
So sánh dđ cơ học và dđ điện từ . 
II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động LC . 
Khảo sát năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động . 
Kết luận . 
III/ Bài tập áp dụng . 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
1/ Mạch dao động : 
 Gồm cuộn dây có độ tự cảm L ( r = 0 ) nối với tụ điện có điện dung C tạo thành mạch kín . 
I / Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
Sau khi tụ đã tích điện thì phóng điện , q là điện tích phóng qua mạch tạo thành dòng điện i . Vì cuộn dây có độ tự cảm nên dòng điện qua mạch tăng và giảm từ từ , tụ điện cũng phóng điện và tích điện từ từ . 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
2/ Hoạt động của mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
3/ Sơ đồ hướng dẫn cách thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch : 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : 
 DAO ĐỘNG CƠ HỌC  x” = - ² x x = A.sin ( t + ) 
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
q” = - q q = Q.sin ( t+ ) 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : 
 Giả sử ở thời điểm t , điện tích của tụ điện là q và tụ đang phóng điện . 
 Cường độ tức thời của dòng điện qua cuộn cảm : 
 i = dq/dt = q’ 
 Dòng điện biến thiên tạo ra trong cuộn cảm một suất điện động tức thời : e = - Li' = - Lq " . 
 Cuộn dây coi như máy thu điện : u = Ri + e = e ( Vì R = 0 ) 
 Mặt khác : u = q / C  q / C = - Lq " 
Hay : Đặt : 
Phương trình trên có nghiệm là : 
3 / Kết luận : Điện tích của tụ điện trong mạch dao động biến thiên điều hoà với tần số góc 
I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 
5/ So sánh dao động cơ học & dao động điện từ : 
 DAO ĐỘNG CƠ HỌC 
 x 
 v 
 Eđ 
 Et 
 K 
 m 
 Hệ số ma sát K 
 Lực ma sát Fms 
 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
 q 
 i 
 W B 
 W E 
 1 / C 
 L 
 Điện trở R 
 Nhiệt lượng Q 
II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 
1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : 
Giả sử ở thời điểm t điện tích của tụ điện là : 
Dòng điện tức thời qua cuộn dây thuần cảm : 
Năng lượng điện trường tức thời của mạch : 
Năng lượng từ trường tức thời của mạch : 
Thay : 
II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 
1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : 
Suy ra năng lượng từ trường : 
Năng lượng điện từ của mạch : 
CHÚ Ý : 
II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 
2/ Kết luận : 
1) 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  
2 ) Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung 
3 ) Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn . Tại mọi thời điểm tổng năng lượng điện trường và từ trường là không đổi  
4 ) Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên gọi là dao động điện từ . Tần số  = là tần số dao động riêng của mạch . Dao động điện từ của mạch dao động là một dao động tự do . 
III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : 
Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C = 15000 pF và một cuộn cảm L = 5microH , điện trở không đáng kể . Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là Uo = 1,2 V . 
Câu 1/ Tính tần số dao động điện từ trong mạch ? 
Câu 2/ Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ? 
III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : 
 BÀI GIẢI CÂU 1 
Tần số dao động điện từ trong mạch : 
Suy ra : 
III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : 
 BÀI GIẢI CÂU 2 
Cường độ dòng điện trong mạch : 
Trong quá trình thiết kế , mặc dù đã hết sức cố gắng , tuy nhiên do kiến thức hạn hẹp nên bài giảng chắc chắn có rất nhiều thiếu sót . Kính mong Thầy xem xét và hướng dẫn thêm 
Xin chân thành cảm ơn . 
Chân thành cảm ơn nhiệt tình của Thầy và các bạn theo dõi bài giảng này .