Lý thuyết dao động điện từ

126 lượt xem

DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

1. Dao động điện từ trong mạch LC

- Mạch LC

- Điện tích (q), dòng điện (i) và điện áp (u) đều biến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin

$\begin{array}{l}q = {q_0}cos\left( {\omega t + \varphi } \right)\\i = q' = - \omega {q_0}\sin \left( {\omega t + \varphi } \right) = \omega {q_0}cos\left( {\omega t + \varphi + \dfrac{\pi }{2}} \right)\\ = {I_0}cos\left( {\omega t + \varphi + \dfrac{\pi }{2}} \right)\\u = \dfrac{q}{C} = \dfrac{{{q_0}}}{C}cos\left( {\omega t + \varphi } \right)\end{array}$

- Các đặc trưng riêng của mạch LC:

+ Tần số góc riêng: $\omega = \dfrac{1}{{\sqrt {LC} }}$

+ Chu kì riêng: $T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \sqrt {LC}$

+ Tần số riêng: $f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{{2\pi \sqrt {LC} }}$

2. Năng lượng điện từ trong mạch dao động

+ Năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện: ${{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{2}\dfrac{{{q^2}}}{C} = \dfrac{1}{2}C{u^2}$

+ Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm: ${{\rm{W}}_L} = \dfrac{1}{2}L{i^2}$

Năng lượng điện từ: ${\rm{W}} = {{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L} = \dfrac{{q_0^2}}{{2C}} = \dfrac{{LI_0^2}}{2} = const$

3. Dao động điện từ tắt dần – Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động – Dao động điện từ cưỡng bức. Sự cộng hưởng

- Dao động điện từ tắt dần: Thông thường trong mạch dao động luôn tồn tại điện trở R trên cuộn dây và dây nối.

Do mất mát năng lượng => Hệ dao động tắt dần

- Dao động điện từ duy trì. Hệ tự dao động: Mạch dao động duy trì sẽ cung cấp một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng mất mát trong mỗi giai đoạn (khi có I giảm) của mỗi chu kì

- Dao động điện từ cưỡng bức. Sự cộng hưởng: Khi có nguồn xoay chiều mắc vào mạch thì q, i, u đều dao động theo tần số của nguồn xoay chiều $\left( \Omega \right)$

+ Khi $\Omega = {\omega _0}$ : Hệ xảy ra cộng hưởng.

SGK Vật lí lớp 12 Nâng cao