Giáo viên: Đàm Thị Linh
Tổ Tự Nhiên
Trường THPT Nam Khoái Châu
Nhiệt liệt chào mừng
các thầy cô nhân ngày nhà giáo Việt Nam 20-11
Chương IV
Dao Động Và Sóng Điện Từ
BÀI 21:
DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ
1.Dao động điện từ trong mạch LC.
a) Thí nghiệm.
Cấu tạo mạch điện hình 21.1?
Hình 21.1: Sơ đồ mạch dao động
Mạch điện hình 21.1 gồm: Tụ C, cuộn cảm L, pin P và chuyển mạch K, điện trở R.
Hình 21.1: Sơ đồ mạch dao động
a)
b)
Hoạt động của mạch điện hình 21.1?
Hoạt động:
Khi chuyển K sang a: pin P nạp điện cho tụ C
Khi chuyển K sang b: tụ C phóng điện trong mạch kín LC.
Đồ thị thu được khi nối hai đầu cuộn cảm L với dao động kí điện tử.
Mạch LC còn gọi là mạch dao động hay khung dao động.
q
i
0
0
Hình 21.3: Dao động điện từ của mạch LC và dao động của con lắc đơn
T/4
T
Hoạt động của mạch dao động khi khoá K đóng ở b?
T/2
3T/4
b)Giải thích:
Khi K chuyển sang b, tụ C phóng điện qua L, ban đầu dòng i tăng dần gây ra hiện tượng tự cảm với
- Khi tụ hết điện dòng tự cảm lại nạp điện cho tụ, tụ được tích điện nhưng theo chiều ngược lại và tiếp tục phóng điện.
-Hiện tượng lặp đi lặp lại như vậy và tạo thành dao động điện và dao động từ
c) Khảo sát định lượng:
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch AB:
uAB= e-ri
Với r 0 thì uAB e =




Hình 21.4: Khảo sát định lương dao động điện.
Quy ước:
q>0 nếu bản cực bên trên mang
điện tích dương
i>0 nếu dòng điện chạy qua cuộn
cảm theo chiều từ B đến A
Chứng minh q(t), i(t), u(t) biến thiên điều hoà ?





Nhận xét về pha dao động của u và i?
Đặt
ta có phương trình:
Nghiệm:
Từ đó:
Ta biết B và i luôn tồn tại cùng nhau,mà B tỉ lệ thuận với i nên B cũng biến thiên điều hoà theo quy luật dạng sin.
Sự biến thiên của từ trường và điện trường trong mạch trên gọi là dao động điện từ.
Từ trường trong mạch có biến thiên điều hoà theo quy luật hàm sin không và tại sao?
Nếu không có tác dụng điện hoặc từ bên ngoài thì dao động này được gọi là dao động điện từ tự do với các đặc trưng riêng:
.Tần số góc riêng:

Chu kỳ riêng:

Tần số riêng:
2) Năng lượng điện từ trong mạch dao động.
Năng lượng điện trường tập trung ở tụ:


Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm:


Năng lượng điện từ toàn phần của mạch LC:
Chứng minh tổng năng lượng điện và năng lượng từ trong mạch dao động bảo toàn?
q
i
0
0
Hình 21.3: Dao động điện từ của mạch LC và dao động của con lắc đơn
T/4
T/2
3T/4
T
So sánh quá trình biến đổi năng lượng trong mạch dao động và con lắc đơn?
Trong hình 21.1, tại thời điểm nào thì từ trường của ống dây có giá trị lớn nhất và nhỏ nhất?
Vậy, trong quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luôn chuyển hoá cho nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ là không đổi.
Củng cố:
Bài 1:Tìm phát biểu sai về năng lượng trong mạch dao động LC
A: Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm.
B: Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên điêù hoà với tần số gấp hai lần tần số của dòng điện xoay chiều trong mạch.
C:Khi năng lượng điện trường trong tụ điện giảm thì năng lượng từ trường trong cuộn cảm tăng lên và ngược lại.
D:Tại mọi thời điểm, tổng của năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi, nói cách khác, năng lượng của mạch dao động được bảo toàn.
Bài 2:Một mạch dao động điện từ có điện dung của tụ là C=4.10-6F. Trong quá trình dao động, hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ là 12V. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 9V thì năng lượng từ trường của mạch là:
A:2,88. 10-4 J B:1,62. 10-4 J
C:1,26. 10-4 J D: 4,5. 10-4 J
Bài 3:Trong một mạch dao động điện từ, khi dùng tụ có điện dung C1 thì tần số riêng của mạch là f1=30kHz, khi dùng tụ có điện dung C2 thì tần số riêng của mạch là f2=40kHz. Nếu mạch này dùng hai tụ C1và C2 mắc nối tiếp thì tần số riêng của mạch là:
A: 50kHz B: 70kHz
C: 10kHz D: 240kHz
Cám ơn các thầy cô và các em