Lý thuyết mạch dao động

149 lượt xem

A - TRỌNG TÂM KIẾN THỨC

gồm một tụ điện có điện dung $C$ mắc với một cuộn cảm có độ tự cảm $L$ thành mạch kín (H20.1)

H20.1 SGK vật lý 12

Nếu điện trở của mạch rất nhỏ (r=0) thì mạch là mạch dao động lí tưởng.

2. Sự biến thiên điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động lí tưởng

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, $i$ sớm pha $\dfrac{\pi}{2}$ so với $q$

+ $q =q_0 cos(\omega t +\varphi)$

+ $i =I_0 cos(\omega t +\varphi + \dfrac{\pi}{2})$

Trong đó: $I_0=\omega q_0$ , $\omega=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}$

3. Dao động điện từ tự do

Sự biến thiên điều hòa theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện I (hoặc cường độ điện trường $\overrightarrow E$ và cảm ứng từ $\overrightarrow B$ ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ tự do.

4. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động:

$T=2\pi\sqrt{LC}$ ; $f=\dfrac{1}{T}$ = $\dfrac{1 }{2\pi \sqrt{LC}}$

5. Năng lượng điện từ

- Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện:

${{\rm{W}}_C} = \frac{1}{2}C{u^2} = \frac{1}{2}\frac{{{q^2}}}{C} = \frac{1}{{2C}}q_0^2{\cos ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)$

- Năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm:

${{\rm{W}}_L} = \frac{1}{2}L{i^2} = \frac{1}{{2C}}q_0^2{\sin ^2}\left( {\omega t + \varphi } \right)$

Tổng năng lượng điện trường trong tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm của mạch gọi là năng lượng điện từ.

${\rm{W}} = {{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_L} = \dfrac{1}{2}C{u^2} + \dfrac{1}{2}L{i^2}$

Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn.

Sơ đồ tư duy về mạch dao động - Vật lí 12

SGK Vật lí lớp 12