Sóng điện từ - Liên lạc bằng thông tin vô tuyến- Mạch chọn sóng với bộ tụ điện có các tụ điện ghép

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm m[r]

1 Kiến thức liên quan:

Sóng điện từ là quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian.Sóng điện

từ là sóng ngang, lan truyền trong chân không với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng (c = 3.108 m/s) Các loại sóng vô tuyến:

Sóng trung 3000 m  200 m 0,1 MHz  1,5 MHz Sóng ngắn 200 m  10 m 1,5 MHz  30 MHz Sóng cực ngắn 10 m  0,01 m 30 MHz  30000 MHz Trong thông tin liên lạc bằng vô tuyến để phát sóng điện từ đi xa người ta phải “trộn” sóng âm tần hoặc thị tần với sóng mang cao tần (gọi là biến điệu) Có thể biến điệu biên độ, tần số hoặc pha của dao động cao tần: làm cho biên độ, tần số hoặc pha của dao động cao tần biến thiên theo tần số của dao động âm tần hoặc thị tần

- Bước sóng điện từ:

+ trong chân không:  = c

f = cT = c2 LC (c = 3.108 m/s)

+ trong môi trường:  = v

f = c

nf (c  3.108m/s)

- Nếu mạch chọn sóng có cả L và C biến đổi thì bước sóng mà máy thu vô tuyến thu được sẽ thay đổi trong giới hạn từ: min = 2c LminCmin đến max = 2c LmaxCmax

- Bộ tụ mắc song song: C = C 1 + C 2 + …+ C n

Xét 2 tụ mắc song song:

+ Chu kỳ: T/ /   2 L(C1 C )2

+ Liên hệ giữa các chu kỳ: 2 2 2

// 1 2

T T T

+ Tần số:

//

1 f

2π L(C C )





+ Liên hệ giữa các tần số:

// 1 2

f  f  f

+ Tần số góc: / /

1 2

1 L(C C )

 

- Bộ tụ mắc nối tiếp :

CC C  C Xét 2 tụ mắc nối tiếp :

nt

1 2

C C

T 2 L

(C C )

 

 hay nt

1 2

2 T







;

+ Liên hệ giữa các chu kỳ: 2 2 2

nt 1 2

T T T

+ Tần số: nt

1 2

1 1 1 1

2π L C C

nt

1 2

(C C ) 1

f 2π LC C



+ Liên hệ giữa các tần số: fnt2 f12f22

+ Tần số góc: 1 2

nt

1 2

(C C )

LC C



2 Phương pháp

a Mỗi giá trị của L hặc C, cho ta một giá trị tần số, chu kì tương ứng, viết tất cả các biểu thức tần số hoặc

chu kì đó rồi gán những giá trị đề bài cho tương ứng (nếu có)

Ví dụ:

- Ta có các biểu thức chu kì (hoặc tần số) và bước sóng tương ứng:

1

1 1

T 2π L C

1 f

2π L C

λ 2πc L C

 











 



và

2

2 2

T 2π L C

1 f

2π L C

λ 2πc L C

 











 



,

- Lập mối liên hệ toán học giữa các biểu thức đó Thường là lập tỉ số; bình phương hai vế rồi cộng, trừ các biểu thức; phương pháp thế,

b Từ công thức tính bước sóng ta thấy, bước sóng biến thiên theo L và C L hay C càng lớn, bước sóng càng

lớn Nếu điều chỉnh mạch sao cho C và L biến thiên từ Cmin, Lmin đến Cmax, Lmax thì bước sóng cũng biến thiên tương ứng trong dải từ min  2 c LminCmin  max  2 c LmaxCmax

3 Một số bài tập minh họa

Câu 1: Một mạch dao động gồm có một cuộn cảm có độ tự cảm L = 10-3H và một tụ điện có điện dung điều chỉnh được trong khoảng từ 4pF đến 400pF (1pF = 10-12F) Mạch này có thể có những tần số riêng như thế nào?

Hướng dẫn giải:

Từ công thức

LC 2

1 f



Lf 4

1 C



Theo bài ra: 4.1012FC400.1012F

Lf 4

1 F 10

2 2



 , với tần số f luôn dương, ta suy ra: 2,52.105Hzf 2,52.106Hz

Với cách suy luận như trên thì rất chặt chẽ nhưng sự biến đổi qua lại khá rắc rối, mất nhiều thời gian và hay nhầm lẫn

Như đã nói ở phần phương pháp, tần số luôn nghịch biến theo C và L, nên fmax ứng với Cmin, Lmin và fmin ứng với Cmax và Lmax

max

6

min



 



tức là tần số biến đổi từ 2,52.105Hz đến 2,52.106

Hz

Câu 2: Một cuộn dây có điện trở không đáng kể mắc với một tụ điện có điện dung 0,5F thành một mạch dao động Hệ số tự cảm của cuộn dây phải bằng bao nhiêu để tần số riêng của mạch dao động có giá trị sau đây:

a 440Hz (âm)

b 90Mhz (sóng vô tuyến)

Hướng dẫn giải:

Từ công thức

LC 2

1 f



 suy ra công thức tính độ tự cảm:

2 2 Cf 4

1 L



440 10 5 , 0 4

1 Cf

4

1







b Để f = 90MHz = 90.106 Hz thì

pH 3 , 6 H 10 3 , 6 ) 10 90 (

10 5 , 0 4

1 Cf

4

1









Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

I Luyện Thi Online

các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam

Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành

tích cao HSG Quốc Gia

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí