BÀI 20. MẠCH DAO ĐỘNG
1. Cấu tạo
2. Hoạt động
I. MẠCH DAO ĐỘNG
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng.
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do.
3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.
III. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ
Nội dung tìm hiểu:
1. Cấu tạo (Mạch dao động là gì?)
- Nếu điện trở của mạch coi như bằng không, thì mạch là mạch dao động lý tưởng.
I. MẠCH DAO ĐỘNG:
2. Hoạt động:
- Một cuộn cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.
BÀI 20. MẠCH DAO ĐỘNG
+ Thí nghiệm với mạch LC
+ Đồ thị điện áp giữa hai bản tụ điện (hoặc hai đầu cuộn cảm) trên dao động kí
+ +
– –
+
–
1. Cấu tạo (Mạch dao động là gì?)
- Nếu điện trở của mạch coi như bằng không, thì mạch là mạch dao động lý tưởng.
I. MẠCH DAO ĐỘNG:
2. Hoạt động:
- Một cuộn cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.
BÀI 20. MẠCH DAO ĐỘNG
- Muốn mạch hoạt động ta phải tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện trong mạch. Tụ điện phóng điện qua lại trong mạch nhiều lần, tạo ra dòng điện xoay chiều trong mạch.
3. Sử dụng mạch
- Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài.
II. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TỰ DO TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng.
a. Định luật biến thiên điện tích trên một bản của tụ điện.
b. Định luật biến thiên cường độ dòng điện trong mạch dao động .
Kết luận: Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian cùng tần số góc ; i sớm pha /2 so với q.
Nghiên cứu về mặt lí thuyết người ta thu được kết quả sau:
So sánh với dao động cơ
Vì q và i vuông pha  Công thức độc lập:
3. Tần số góc, chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.
2. Định nghĩa dao động điện từ tự do.
 
III. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ
- Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường trong mạch dao động gọi là năng lượng điện từ.
- Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện:
- Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:
Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch dao động sẽ được bảo toàn.
+ Khi tụ điện đã được tích điện, nó dự trữ một dạng năng lượng gì?
+ Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, thì cuộn dây dự trữ một dạng năng lượng gì?
+ Năng lượng điện từ là gì?
x’’ + ω2x = 0
Củng cố:
Sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động cơ:
q’’ + ω2q = 0
- Phương trình li độ của dao động:
x = Acos(ωt + φ)
- Phương trình điện tích trên một bản tụ điện:
q = q0cos(ωt + φ)
- Phương trình vận tốc của dao động:
v = – ω Asin(ωt + φ ) = ωAcos(ωt + φ + /2)
- Phương trình cường độ dòng điện trong mạch:
i = – ωq0sin(ωt + φ) = I0cos(ωt + φ + /2)
- Cơ năng của dao động:
- Năng lượng điện từ.
Bài tập áp dụng và củng cố kiến thức :
Câu 2: Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ?
A. Tăng.
B. Giảm.
C. Không đổi.
D. Không kết luận được.
Câu 1: Mạch dao động là một mạch kín gồm:
A. Nguồn điện không đổi, tụ điện và cuộn cảm.
B. Tụ điện và điện trở thuần.
C. Tụ điện và cuộn cảm.
D. Cuộn cảm và điện trở thuần.
Hướng dẫn:
+ Độ tự cảm của ống dây hình trụ rỗng:
Bài tập áp dụng và củng cố kiến thức :
Câu 4: Sự biến thiên của dòng điện i trong một mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?
A. i ngược pha với q
B. i cùng pha với q.
C. i sớm pha /2 so với q.
D. i trễ pha /2 so với q.
Câu 3: Mạch dao động điện từ LC có chu kỳ
A. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C.
B. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L.
C. phụ thuộc vào cả L và C.
D. không phụ thuộc vào L và C.
Câu 5: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF (lấy π2 = 10). Tần số dao động của mạch là
A. f = 2,5Hz. B. f = 2,5MHz.
C. f = 1Hz. D. f = 1MHz.
Câu 6: Một mạch dao động LC có tần số riêng là 90kHz. Nếu tăng điện dung của tụ điện trong mạch lên 4,5 lần và giảm độ tự cảm của cuộn cảm thuần trong mạch 2 lần thì tần số trong mạch là
A. 40 kHz. B. 135 kHz.
C. 60 kHz. D. 45 kHz.
Bài tập áp dụng và củng cố kiến thức :
Hướng dẫn:
Hướng dẫn:
Bài tập áp dụng và củng cố kiến thức :
Câu 7: Một mạch dao động LC lí tưởng. Cho biết độ tự cảm L = 10–4H và biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch i = 4.10–2cos(2.107t)(A). Biểu thức điện tích trên một bản của tụ điện có dạng:
A. q = 2.10–9cos(2.107t – /2) (nC)
B. q = 2cos(2.107t – /2) (nC)
C. q = 2.10–9cos(2.107t + /2) (nC)
D. q = 2cos(2.107t + /2) (nC)
Hướng dẫn:
Câu 8: Một mạch dao động điện từ lí tưởng LC đang hoạt động. Biết biểu thức điện tích tức thời trên một bản của tụ điện là q = 3cos(2.106 – /3)(nC). Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là:
A. i = 0,006cos(2.106 + /6)(mA)
B. i = 6.106cos(2.106 + /6)(A)
C. I = 6.106cos(2.106 – 7/6)(A)
D. i = 6cos(2.106 + /6)(mA)
i – q = /2  q
Hướng dẫn:
i – q = /2  i