Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Dao động điện từ - Lương Quang Dũng

Chào mừng các em học sinh 12A1 
chúc các em hiểu bài 
GV: Lương Quang Dũng 
ôn tập kiến thức 
Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện. 
U AB = e - ri 
Suất điện động tự cảm. 
e = - Li’ 
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ 
i 
L 
B 
A 
A 
e,r 
B 
i 
Năng lượng điện trường của tụ điện. 
Năng lượng từ trường của cuộn cảm 
Biểu thức ĐN cường độ dòng điện. 
B 
A 
q 
C 
Chương IV. Dao động và sóng điện từ 
Tiết 36 
Dao động điện từ 
I. Mạch dao động 
C 
L 
1. Cấu tạo: 
- Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì mạch là mạch dao động lí tưởng. 
Quan sát hình 20.1 nêu cấu tạo của mạch dao động? 
- Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch kín gọi là mạch dao động 
K 
L 
C 
P 
a 
b 
R 
Imax 
2. Hoạt động: 
- Tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện sẽ phóng điện trong mạch nhiều lần, tạo ra dòng điện xoay chiều trong mạch. 
Trình bày hoạt động của mạch dao động LC? 
3. ứ ng dụng: 
Ví dụ: Xem dạng đồ thị biến thiên của điện áp, người ta nối hai bản này với một dao động kí điện tử. Trên màn dao động kí điện tử xuất hiện một hình sin. 
- Người ta sử dụng điện áp xoay chiều tạo ra giữa hai bản tụ bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài ( các bộ phận khác của mạch vô tuyến) 
Y 
L 
C 
a 
b 
K 
C 
L 
P 
R 
Mỏy phỏt dao động kớ 
Cuộn cảm 
Tụ điện 
Nguồn điện 
Điện trở 
Khúa 
II. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động. 
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động. 
- Khi mạch dao động hoạt động, điện tích trên một bản tụ nhất định. 
Với 
Tần số góc của mạch dao động. Đơn vị là rad/s 
q > 0: lúc bản tích điện dương. 
L 
C 
- Cường độ dòng điện trong mạch: 
Với 
i> 0: Dòng điện chạy đến bản mà ta xét. 
Chọn t= 0 là lúc tụ phóng điện. Khi đó: 
Khi đó: 
và 
Kết luận: Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian, i sớm pha so với q. 
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do. 
Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i ( hoặc cường độ điện trường và cảm ứng từ ) trong mạch dao động gọi là dao động điện từ tự do. 
3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động. 
- Chu kì và tần số của dao động điện từ tự do trong mạch dao động gọi là chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động. 
- Nếu L cỡ mH, C cỡ pF thì f cỡ MHz 
+ Tần số góc: 
+ Chu kì: 
+ Tần số: 
III. Năng lượng điện từ. 
- Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ. 
- Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch được bảo toàn. 
- Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện: 
- Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. 
q tương ứng với x 
i tương ứng với v 
W C tương ứng với W t 
W L tương ứng với Wđ 
Tương tự giữa mạch dao động và con lắc đơn: 
Quy luật biến đổi q và i trong mạch LC tương ứng với đại lượng nào của con lắc đơn? 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
Dao động điện từ và dao động của con lắc đơn 
KẾT LUẬN 
1. Biến thiên của điện trường và từ trường trong mạch LC gọi là dao động điện từ. 
2. Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng không thì dao động của mạch gọi là dao động điện từ tự do. 
Nội dung bài học 
1. Mạch dao động: Gồm một cuộn cảm có độ tự cảm L nối tiếp với một tụ điện có điện dung C tạo thành một mạch kí. 
2. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch. 
3. Năng lượng của mạch. 
Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phương trình điện tích của mạch có dạng: 
q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π /2) (C ). 
Câu 1: Tần số dao động riêng của mạch: 
 A. 2.10 7 / π (Hz) 	 
 C. 10 7 (H 	). 
 B. 10 7 / 2 π (Hz) . 
 D. 10 7 / π (Hz) . 
Giaỷi : 
BAỉI TAÄP AÙP DUẽNG 
Câu 2: Điện dung và cường độ dòng điện cực đại có giá trị: 
 A. 10 -13 (F) ; 10 -2 (A). 
 C. 5.10 -13 (F);10 -3 mA. 
 D. 10 -7 ( μ F) ;10 -5 (A) 	. 
 B. 10(pF); 10 -2 (mA). 	 
 Giải 
Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phương trình điện tích của mạch có dạng: 
q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π /2) (C ). 
Câu 3: Năng lượng điện từ của mạch là: 
 D. 2.10 -9 (J) . 
 A. 250.10 -9 (J) 
 B. 5.10 -6 (J) 
 C. 125.10 -9 (J) 
Cho mạch dao động LC có L= 25mH, phương trình điện tích của mạch có dạng: 
q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π /2) (C ). 
Giải thích hoạt động của mạch dao động. 
Ban đầu, tụ điện được tích điện. 
 Đóng khoá K, tụ phóng điện qua cuộn cảm. Dòng điện tăng gây ra hiện tượng tự cảm. Suất điện động cản trở sự phóng điện của tụ điện. 
- Khi tụ phóng hết điện, dòng tự cảm lại nạp điện cho tụ điện làm tụ tích điện theo chiều ngược lại. 
- Quá trình lặp đi, lặp lại tạo thành dao động trong mạch.