Bài giảng môn Vật lý Khối 12 - Chương IV - Bài 20: Mạch dao động

Chương IV: 
 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 
Mạch dao động. 
Điện từ trường. 
Sóng điện từ. 
Những nguyên tắc của việc thông tin liên lạc vô tuyến. 
Vài công thức cần nhớ 
Năng lương của tụ điện 
Biểu thức ĐN cường độ dòng điện tức thời 
Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ 
q 
C 
i 
Năng lượng của cuộn cảm 
L 
Chương IV: 
 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 
Điện trường giữa hai bản tụ điện 
E = u / d 
Cảm ứng từ bên trong cuộn cảm 
B = 4 .10 -7 ni 
Chương IV: 
 DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
1. Mạch dao động là gì? 
Một cuộn cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động. 
Nếu điện trở của mạch coi như bằng không, thì mạch là mạch dao động lý tưởng. 
L 
C 
I. MẠCH DAO ĐỘNG: 
2. Hoạt động: 
K 
+ + 
- - 
q>0 
i 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
Dùng nguồn một chiều nạp điện (q) cho tụ điện, rồi sau đó để nó phóng điện qua lại nhiều n lần trong mạch dao động. 
Kết quả: Mạch LC 
Phóng điện với tần số f 
K 
L 
C 
P 
a 
b 
R 
Imax 
b/Giải thích hoạt động của mạch dao động : 
b/Giải thích hoạt động của mạch dao động : 
2/Giải thích hoạt động của mạch dao động : 
- Ban đầu, tụ được tích điện 
- Đóng khoá K, tụ phóng điện qua cuộn cảm 
Khi t ụ phóng hết điện, dòng tự cảm lại nạp cho tụ điện làm tụ tích điện theo chiều ngược lại 
Qu á trình lặp đi lặp lại tạo thành dao động trong mạch 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
Tạo ra một DĐXC trong mạch dao động. 
Tạo ra một điện áp XC giữa hai bản tụ điện. 
2. Cách hoạt động:(tt) 
Kết quả: 
a 
b 
K 
C 
L 
P 
R 
Máy phát dao động kí 
Cuộn cảm 
Tụ điện 
Nguồn điện 
Điện trở 
Khóa 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MDĐ: 
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong MDĐ lý tưởng: 
Quy ước : 
q > 0, nếu bản tụ đang xét (bên trên) tích điện dương. 
i > 0, nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm theo chiều đến bản tụ đang xét. 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
Ta có: 
q + 
+ 
- 
L 
+ 
i>0 
C 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MDĐ: 
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong MDĐ lý tưởng:(tt) 
Định luật: 
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do: 
 Điện tích q của một bản tụ và cường độ dòng điện i trong MDĐ biến thiên điều hòa theo thời gian cùng tần số và i sớm pha /2 so với q. 
 - Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q trên một bản tụ và cường độ dòng điện i (hoặc cường độ điện trường và cảm ứng từ ) trong MDĐ được gọi là dao động điện từ tự do. 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MDĐ: 
Chu kỳ và tần số của DĐĐT tự do trong MDĐ gọi là chu kỳ và tần số riêng của MDĐ. 
Công thức Tôm-xơn: 
3. Chu kỳ và tần số dao động riêng của MDĐ 
 Ví dụ: Tính chu kỳ và tần số dao động riêng của một MDĐ, biết tụ điện trong mạch có điện dung là 120 pF và cuộn cảm có độ tự cảm là 3mH. 
Giải: 
Ta có: C = 120 pF = 120.10 -12 F 
 L = 3 mH = 3.10 -3 H 
Chu kỳ riêng: 
Tần số riêng: 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
III. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ CỦA MDĐ: 
Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện: 
Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm: 
Tổng năng lượng điện trường và từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ: 
 Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì NLĐT trong mạch dao động sẽ được bảo toàn. 
I. MẠCH DAO ĐỘNG 
NOÄI DUNG 
1.Mạch dao động là gì? 
Baøi 20 
MẠCH DAO ĐỘNG. 
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 
TỰ DO TRONG MDĐ 
III. NĂNG LƯƠNG 
ĐIỆN TỪ 
2.Cách hoạt động 
2.Định nghĩa dao động 
 điện từ tự do 
1.Đluật biến thiên đtích và cđ dđiện trong MDĐ 
3.Chu kỳ và tần số dao 
 động riêng của MDĐ 
CỦNG CỐ 
ÁP DỤNG 
Câu 1: Mạch dao động là gì? Dao động điện từ tự do là gì? Năng lượng điện từ là gì? 
Câu 2: Sự biến thiên của dòng điện i trong một MDĐ lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện? 
i ngược pha với q 
i cùng pha với q. 
i sớm pha /2 so với q. 
i trễ pha /2 so với q. 
Cho mạch dao động LC có L= 25mH , phương trình điện tích của bản tụ điện có dạng: q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π /2) (C ). 
Câu 1: Tần số dao động riêng của mạch có giá trị: 
 A. 2.10 7 / π (Hz) 	 
 C. 10 7 (H 	). 
 B. 10 7 / 2 π (Hz) . 
 D. 10 7 / π (Hz) . 
Giải : 
BÀI TẬP ÁP DỤNG 
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 bản tụ điện có dạng: 
 q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π /2) (C ). 
Câu 3 Năng lượng điện từ của mạch : 
 D. 2.10 -9 (J) . 
Cho mạch dao động LC có L= 25mH , phương trình điện tích của bản tụ điện có dạng: 
 q(t) = 5.10 -13 cos(2.10 7 t + π/2) (C ). 
 A. 250.10 -9 (J) 
 B. 5.10 -6 (J) 
 C. 125.10 -9 (J) 
CHÚC CÁC EM HỌC TẬP TỐT