+ Neáu taïi moät nôi coù moät töø tröôøng bieán thieân theo thôøi gian thì taïi nôi ñoù xuaát hieän moät ñieän tröôøng xoaùy... + Neáu taïi moät nôi coù ñieän tröôøng bieán thieân theo [r]
Trang 1DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
* Sự biến thiên điện tích và dòng điện trong mạch dao động:
+ Mạch dao động là một mạch điện khép kín gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn dây có độ tự cảm L, có điện trở thuần không đáng kể nối với nhau
+ Điện tích trên tụ điện trong mạch dao động: q = qo cos(t + )
+ Cường độ dòng điện trên cuộn dây:
i = q' = - q0sin(t + ) = Iocos(t + + π2 ).
√LC và I0 = q0
+ Chu kì và tần số riêng của mạch dao động:
2 π√LC
* Năng lượng điện từ trong mạch dao động
+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện
WC = 12q2
C= 12q o2
C cos2(t + )
+ Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm
WL = 12Li2 = 12L2 qo2 sin2(t + ) = 12q o2
C sin2(t + )
Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hoà với tần số góc ’ = 2 và chu kì T’ = T2
+ Năng lượng điện từ trong mạch
W = WC + WL =12q o2
C cos2(t + ) + 12q o2
C sin2(t + ) = 12q o2
C = 12LIo2 = 12CUo2 = hằng số
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG
* Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên
+ Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một
điện trường xoáy Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức là đường cong kín.
2 L C
E ,r
A B
Trang 2+ Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín
* Điện từ trường
Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh
Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là điện từ trường
SÓNG ĐIỆN TỪ THÔNG TIN LIÊN LẠC BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN
Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian
* Đặc điểm của sóng điện từ
+ Sóng điện từ lan truyền được trong chân không Vận tốc lan truyền của sóng điện từ trong chân không bằng vận tốc ánh sáng (c 3.108m/s) Sóng điện từ lan truyền được trong các điện môi Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong các điện môi nhỏ hơn trong chân không và phụ thuộc vào hằng số điện môi
+ Sóng điện từ là sóng ngang Trong quá trình lan truyền E → và B →luôn luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng Tại mỗi điểm dao động của điện trường và từ trường trong sóng điện từ luôn luôn cùng pha với nhau
+ Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng
+ Sóng điện từ mang năng lượng Nhờ có năng lượng mà khi sóng điện từ truyền đến một anten, nó sẽ làm cho các electron tự do trong anten dao động
* Thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến
+ Sóng vô tuyến là các sóng điện từ dùng trong vô tuyến Chúng có bước sóng từ vài m đến vài km Người ta chia sóng vô tuyến thành : sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài
+ Các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn nhưng ít hấp thụ các vùng sóng ngắn Các sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li và mặt đất
- + Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, phải dùng sóng điện từ cao tần để mang các sóng điện từ âm tần đi xa Muốn vậy phải trộn sóng điện từ âm tần với sóng điện từ cao tần (biến điệu chúng)
Trang 3+ Sơ đồ khối của mạch phát thanh vô tuyến đơn giãn gồm: micrô, bộ phát sóng cao tần, mạch biến điệu, mạch khuếch đại và anten
+ Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giãn gồm: anten, mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần, mạch tách sóng, mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần và loa
Dạng 1ng 1 : N ng l ngăng lượng ượng
2
1
C
q o2
2
1
1
C
q2
2
1
1
2
1
Nx: Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hồn với tần số
T
VD1: Một khung dao động chỉ cĩ độ tụ cảm L = 0,2(H) và tụ C = 10(μH), dao động
để tính u tức thời
A 0,008A
Tương tự câu trên
Dạng 2 : Cơng suất mạch LC
5(V) cần phải cung cấp cho mạch cơng suất P=6mW.Tìm R
D ng 3 : Cơng th c song hành ạng 1 ức song hành
C=
1
C1+
1
C2
2 λ2
=λ12
λ=
1
λ12+
1
λ22
3 T2
=T12
T2=
1
T12
T22
Trang 44 f12=1
f12+ 1
VD3 : Khi khung dao động dùng tụ C1 mắc song song với tụ C2 thì tần số dao động riêng của khung là fs = 24KHz, còn khi dùng 2 tụ C1 va C2 nói trên mắc nối tiếp thì tần số dao động riêng khung là fnt = 50KHz Tính tần số dao động riêng của khung khi mắc riêng C1 và C2
Áp dụng công thức 4
D.A và B đúng
VD4: Khung dao dộng gồm cuộn dây L và Tụ điện C thực hiện dao dộng diện từ tự do.
a Tính bước sóng của dao động tự do trong khung:
A λ ≈ 188 , 4m
B.λ ≈¿
¿
¿
¿
54,3m b.Nếu thay tụ điện C bằng tụ C’ thì bước sóng của khung tăng 2 lần Hỏi bước sóng của khung là bao nhiêu nếu mắc C’ và C song song, C’ và C nối tiếp:
D ng 4: Vi p ph ng trình m ch LCạng 1 ếp phương trình mạch LC ương trình mạch LC ạng 1
1
; I0 = q0
u= q
C=
Q0
C cos(ωtt+ ϕ)
thời điểm ban đầu cường độ dòng điện cực đai và bằng 40(mA) Tìm biểu thức của cường độ dòng điện, của điện tích trên bản tụ và hiệu điện thế giữa 2 bản tụ
Dạng 5: Dải sóng
Trang 5b Để bắt được dải sóng 5 , 65 m≤ λ ≤56 ,5 mphải mắc thêm tụ xoay Cv Cv mắc như thế
A.209999 ≤ Cv ≤20
99 B.99991 ≤ Cv ≤ 2
Nx : 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:
Bài tập áp dung :
1 Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện C 2.10 F 6 và cuộn thuần cảm L 4,5.10 H 6 Chu kỳ dao động điện từ của mạch là
A 1,885.10 s5
2 Một mạch dao động điện từ gồm cuộn thuần cảm L 5 H và tụ điện C Khi hoạt động dòng điện trong mạch có biểu thức i 2cos2 ft mA
Năng lượng của mạch dao động là
A 10 J5
C 2.1011 J
D 1011 J
3 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
trong chân không
4 Một mạch dao động điện từ gồm cuộn thuần cảm L và tụ điện C 2 F Khi hoạt động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là 5V Năng lượng điện từ của mạch là
A 2,5.10 J5
5 Mạch dao động gồm cuộn dây có độ tự cảm L 20 H , điện trở thuần R 2 và tụ điện có điện dung C 2000 pF Cần cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu để duy trì dao động trong mạch, biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 5V?
6 Điều nào sau đây không đúng đối với sóng điện từ?
A Có tốc độ khác nhau khi truyền trong không khí do có tần số khác nhau
B Sóng điện từ gồm các thành phần điện trường và từ trường dao động
C Sóng điện từ mang năng lượng
D Cho hiện tượng phản xạ và khúc xạ như ánh sáng
7 Dụng cụ nào dưới đây có cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến?
8 Mạch dao động điện từ LC có C 0,1 F và L 1 mH , mạch này có thể thu được sóng điện
từ có tần số
9 Trong mạch dao động LC, điện trở thuần của mạch không đáng kể, đang có một dao động điện
từ tự do Điện tích cực đại của tụ điện là 1 C và dòng điện cực đại qua cuộn dây là 10A Tần số dao động riêng của mạch
Trang 6Câu lạc bộ Gia sư thủ khoa