Bài 21. Dao động điện từ

Bài 21. Dao động điện từ tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...

Chương IV:

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

SÓNG ĐIỆN TỪ

Tiết 32: MẠCH DAO

ĐỘNG

DAO ĐỘNG ĐIỆN

TỪGiáo viên giảng

dạy: Trương Chí

Hiền

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

• Nạp điện cho tụ

điện: Nối K với A, bộ nguồn P nạp điện vào tụ điện

B

L

C P

D

 Điện tích q của

tụ điện tăng từ

0 đến giá trị cực đại Q 0 = const

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

• Ngắt KA và nối K

với B

 Mạch kín chứa L và C gọi là mạch dao động

B

D

C

L

K

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

B

D

C

L

K

• Hiện tượng xảy ra trong mạch

dao động

Ban đầu: tụ điện phóng điện điện

tích q giảm từ Q 0 đến 0 và có một

dòng điện đi qua cuộn cảm cường độ dòng điện i tăng từ 0 đến I 0

C

L D

K

B

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

B

D

C

L

K

Quá trình lặp đi, lặp lại liên tục có tính quy luật là sự biến thiên điện tích trong mạch dao động

Tiếp theo: tụ điện nạp điện điện tích

q tăng từ 0 đến Q 0 và có một dòng

điện đi qua cuộn cảm cường độ dòng điện i giảm từ I 0 đến 0

C

L D

K

B

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

✽ Điện tích của bản bên trái giảm một lượng ∆ q Với q’(t) là đạo hàm của q đối với t, vì ∆ q < 0 nên q’(t) < 0

Giả sử tại thời điểm t bản tụ bên trái tích điện + q và đang phóng điện

 Xét trong khoảng thời gian ∆ t vô cùng nhỏ liền sau t

B

D

C

L

K

✽ Tụ điện đóng vai trò một nguồn điện

✽ Cường độ điện đi qua L cóï độ lớn i = - q’(t)

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

✽ Dòng điện i tăng dần (∆ i > 0) làm xuất hiện trong cuộn dây

một suất điện động cảm ứng đóng vai trò suất phản điện

B

D

C

L

K ✽ Cuộn cảm đóng vai

trò một máy thu điện

✽ Suất phản điện ở hai đầu L : e = Li’(t) = - Lq”(t)

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Tại thời điểm t, có thể coi dòng điện tức thời i là không đổi.

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO

ĐỘNG ĐIỆN TỪ

B

D

C

L

K

u = e + i ( R + r ) = e

 Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch DLB chứa cuộn cảm (điện trở trong đoạn mạch nhỏ không đáng kể)

✽ Suất phản điện hai đầu cuộn cảm

e = Li’(t) = - Lq”(t)

1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao động:

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO

ĐỘNG ĐIỆN TỪ

 Phương trình (1) là phương trình vi phân bậc hai của q theo thời gian t đúng tại mọi thời điểm t bất kỳ

B

D

C

L

K  Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm

cũng là hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện đóng vai trò nguồn điện

0 LC

q

"

q + =

⇒

C

q

"

Lq =

−

⇒

C

q u

e= =

) 1 ( 0 q

"

q + 2 =

⇒ ω

Điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số góc ω

(rad/s)

1 Sự biến thiên của điện tích trong

mạch dao động:

Có nghiệm q = Q 0 sin(ω t + vơϕ ) (C)

1

=

ω

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch dao động:

Chọn điều kiện ban đầu thích

hợp để nghiệm của phương trình

0 q

"

q 0

q LC

1

"

q + = ⇔ + ω 2 =

 Xét trong một khoảng thời gian ∆

t vô cùng nhỏ

C

q

u =

q = Q 0 sin ωt (C)

 Điện tích và hiệu điện thế tức thời của tụ điện không đổi

) V ( t

sin C

=

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch dao động:

 Năng lượng tức thời của

tụ điện là:

qu 2

1

wđ =

đă

C 2

Q

đ

0 =

t

sin C

2

Q2 2

= W sin2 t

đ

0 ω

=

vì Q 0 và C là những số không đổi ì

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch

dao động:  Dòìng điện tức thời chạy

trong cuộn cảm là:

 Năng lượng tức thời của cuộn cảm là:

2

2

1

w =

v

1

2 =

ω

nê

Q

w t = 0 2 2ω

⇒

i = -

q’(t)

Vì ω , Q 0 không đổi nên đặt I 0 =

ω Q 0 = const

= - ω Q 0 cos

ω t

t cos

LI 2

2

0

ω

=

t cos

=

= - I 0 cos ω t (A)

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch dao động: ( 3 )

C 2

Q 2

LI

W 0 t = 0 2 = 0 2

C 2

Q 2

LI W

W

W0 t = 0 đ = 0 = 0 2 = 0 2

 Năng lương điện cực đại có giá trị

bằng năng lượng từ cực đại

so sánh (2) và (3)

v ì

NHẬN XÉT:

) 2

( C 2

Q

W 0 2

đ

0 =

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch dao động: Có w đ = W 0

sin 2ω t

a Năng lượng của mạch dao động gồm:

Kết luận:

b Năng lượng điện trường vàì

năng lượng từ trường

c Tổng năng lượng điện trường và

năng lượng từ trường tại mọi thời

điểm

năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện

năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm

cùng biến thiên tuần hoàn theo một

tần số chung 2ω (rad/s)

là không đổi, hay năng lượng của mạch dao động được bảo toàn

và w t = W 0

cos 2ω t

w đ + w t = W 0 sin 2ω t + W 0 cos 2ω t =

W 0 =const

Bài: MẠCH DAO ĐỘNG -

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

2 Dao động điện từ trong mạch dao động: Dao động của mạch dao

động có tính chất như trên, nên gọi là dao động điện từ

LC

1

= ω

chỉ phụ thuộc những đặc tính của mạch

Chú

ý:

 Tần số dao động

Dao động điện từ của mạch là một dao động tựûû do và tần số ω làì

tần số dao động riêng của mạch

Nội dung chính bài học: MẠCH DAO ĐỘNG - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ1 Sự biến thiên của điện tích trong mạch dao

động:

Phương trình vi phân bậc hai của q theo thời gian t trong mạch dao động

LC

1

=

ω

Năng lượng của mạch

dao động:

2 Dao động điện từ trong

mạch dao động:

B

D

C

L

K

0 q

"

q 0

q LC

1

"

q + = ⇔ + ω 2 =

Mạch kín chứa L (điện trở không đáng kể) và C (đã tích điện) gọi là mạch dao động

Năng lượng điện trường: w đ

= W 0 sin 2ω t

Năng lượng từ trường: w t

= W 0 cos 2ω t

w đ + w t = W 0 sin 2ω t + W 0 cos 2ω t =

W 0 = const

 Điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số góc ω (rad/s)

 Năng lượng điện trường vàì năng lượng từ

trường trong mạch dao động cùng biến thiên tuần hoàìn theo một tần số chung 2ω (rad/s)

 Có nghiệm q = Q 0 sin(ω t +ϕ )

(C) với

Lời cám ơn

Chúc các thầy cô

tràn đầy hạnh phúc và sức khỏe

Xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo và đồng nghiệp đã quan tâm theo dõi tiết học

Hãy vì ngày mai

tươi đẹp, mong

các em cố gắng

phấn đấu học

tập và rèn luyện là người

học sinh tốt

Chúc các em học giỏi và thành công trong tương lai!