/ By vatlypt.com / 15/02/2023 Show
Mục lục bài viếtCHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ LỚP 12: DAO ĐỘNG, SÓNG ĐIỆN TỪTổng hợp lý thuyết vật lí Mạch dao động, Sóng điện từ
Các chủ đề luyện tập dao động điện từ
+1 8 +1 2 +1 1 +1 1 +1 1 CÙNG CHỦ ĐỀ
Post navigation ← Previous Post Next Post → Subscribe Notify of  Δ 0 Comments Inline Feedbacks View all comments Dao động điện từ là gì? Dao động điện từ có các dạng nào? Đặc trưng của dao động điện từ là gì? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp thắc mắc có liên quan. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây. Mục lục bài viết 1.1. Dao động điện từ trong mạch LC:Trong mạch LC, LC là viết tắt của cuộn cảm (L) và tụ điện (C). Đây là một ví dụ về mạch dao động điện từ, còn được gọi là mạch dao động LC. Khi kết hợp một cuộn cảm và một tụ điện trong một mạch LC, nó có khả năng tạo ra dao động điện từ. Trạng thái dao động này xảy ra khi năng lượng từ cuộn cảm lưu chuyển vào tụ điện và ngược lại liên tục. Điều này tạo ra một sự dao động của dòng điện và điện áp trong mạch. Sự dao động này có tần số xác định và được gọi là tần số tự nhiên của mạch LC. Tần số tự nhiên của mạch LC được xác định bởi công thức: f = 1 / (2π√(LC)) Ở đây, “f” là tần số tự nhiên, “L” là giá trị cuộn cảm, và “C” là giá trị tụ điện trong mạch. Tùy thuộc vào giá trị của L và C, bạn có thể điều chỉnh tần số tự nhiên của mạch LC. Mạch LC thường được sử dụng trong các ứng dụng như mạch lọc, mạch phát sóng không dây, và nhiều ứng dụng trong điện tử và viễn thông khác nhau. 1.2. Năng lượng điện từ trong mạch dao động:Năng lượng điện từ trong mạch dao động LC có thể được tính bằng công thức sau: E = (1/2) * L * I^2 Trong đó: E là năng lượng điện từ trong mạch (đơn vị: joule). L là giá trị cuộn cảm trong mạch (đơn vị: henry). I là dòng điện trong mạch (đơn vị: ampe). Công thức này cho biết rằng năng lượng điện từ trong mạch dao động LC tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện và giá trị cuộn cảm. Khi dòng điện dao động trong mạch, năng lượng trong cuộn cảm sẽ chuyển đổi giữa dạng năng lượng từ điện và năng lượng từ từ. Trong mạch LC, năng lượng chuyển đổi giữa cuộn cảm và tụ điện liên tục khi dao động xảy ra. Điều này tạo ra một biểu đồ năng lượng dao động với thời gian, trong đó năng lượng từ cuộn cảm và tụ điện biến đổi theo chu kỳ. Năng lượng điện từ trong mạch LC có thể rất quan trọng trong các ứng dụng như các mạch phát sóng và thu sóng, nơi năng lượng dao động được truyền từ cuộn cảm đến tụ điện và ngược lại để tạo ra sóng điện từ. 2. Các loại dao động điện từ:2.1. Dao động tự do:Dao động tự do là một loại dao động trong đó một hệ thống hoặc vật thể có khả năng tự khởi đầu và duy trì các dao động mà không cần sự kích thích bên ngoài. Trong dao động tự do, năng lượng dao động được duy trì trong hệ thống và chuyển đổi giữa các dạng năng lượng khác nhau, nhưng tổng năng lượng của hệ thống không thay đổi. Một ví dụ phổ biến về dao động tự do là dao động của một con lắc lò xo. Khi bạn kéo một lò xo xuống và thả nó, nó sẽ dao động lên và xuống mà không cần bất kỳ lực kích thích bên ngoài nào. Trong trường hợp này, năng lượng từng lúc chuyển đổi giữa năng lượng nề và năng lượng điện từ trong lò xo và không mất đi. Một mạch dao động LC (bao gồm cuộn cảm và tụ điện) cũng là một ví dụ khác về dao động tự do trong lĩnh vực điện tử. Mạch này có thể tự khởi đầu và duy trì dao động dựa trên sự trao đổi năng lượng giữa cuộn cảm và tụ điện. Đặc điểm quan trọng của dao động tự do là nó có tần số tự nhiên, tức là tần số mà hệ thống tự động dao động với nó khi không có tác động ngoại lực hoặc tổn thất năng lượng. Tần số này phụ thuộc vào các thông số của hệ thống và thường được xác định bởi các phương trình vật lý hoặc tính toán. 2.2. Dao động duy trì:Dao động duy trì là một loại dao động trong đó một hệ thống hoặc vật thể tiếp tục dao động với sự kích thích ban đầu và tiếp tục dao động mà không cần sự kích thích liên tục từ bên ngoài. Trong trường hợp này, năng lượng trong hệ thống được duy trì và không mất đi theo thời gian. Một ví dụ phổ biến về dao động duy trì là dao động trong mạch LC (bao gồm cuộn cảm và tụ điện). Khi bạn cung cấp một lượng năng lượng ban đầu vào mạch bằng cách sạc tụ điện và sau đó ngắt kết nối nguồn điện, mạch LC có thể duy trì dao động trong thời gian dài. Trong trường hợp này, năng lượng từ tụ điện chuyển đổi thành năng lượng từ cuộn cảm và ngược lại liên tục, duy trì sự dao động của dòng điện và điện áp trong mạch. Dao động duy trì thường xảy ra khi tồn tại một cân bằng giữa các yếu tố tổn thất năng lượng trong hệ thống (như ma sát và tổn thất điện năng) và sự cung cấp năng lượng ban đầu. Nếu tổn thất năng lượng nhỏ hơn sự cung cấp ban đầu, dao động sẽ được duy trì trong thời gian dài. Đặc điểm quan trọng của dao động duy trì là nó không tắt dần và tiếp tục tồn tại trong thời gian dài mà không cần sự can thiệp từ bên ngoài để duy trì sự dao động. 2.3. Dao động tắt dần:Dao động tắt dần là một loại dao động trong đó một hệ thống hoặc vật thể, sau khi được kích thích để dao động, mất dần dần năng lượng và tiến dần về trạng thái cân bằng hoặc tĩnh. Trong dao động tắt dần, sự tắt dần xảy ra do các yếu tố tự hủy như ma sát, tổn thất năng lượng trong mạch, hoặc sự kháng cản từ môi trường. Khi dao động bắt đầu, biến đổi của hệ thống có thể trông như là một dao động với biên độ giảm dần và tần số dao động không đổi. Cuối cùng, dao động sẽ tắt dần và hệ thống sẽ tiến về trạng thái cân bằng. Một ví dụ phổ biến về dao động tắt dần là khi bạn kéo một đồng xu qua một bề mặt có ma sát và sau đó thả nó. Ban đầu, đồng xu sẽ dao động qua lại, nhưng do ma sát và lực kháng từ không khí, dao động này sẽ dần dần tắt dần và đồng xu sẽ dừng lại. Trong lĩnh vực điện tử, mạch RLC (bao gồm cuộn cảm, tụ điện và trở điện) có thể tạo ra dao động tắt dần nếu tồn thất năng lượng trong mạch là đủ lớn. Mạch này có thể tạo ra các dao động có biên độ giảm dần và dừng lại sau một khoảng thời gian khi không còn năng lượng đủ để duy trì dao động. Đặc điểm chính của dao động tắt dần là biên độ của dao động giảm theo thời gian và cuối cùng dao động dừng lại ở trạng thái cân bằng hoặc tĩnh. 2.4. Dao động cưỡng bức:Dao động cưỡng bức là một loại dao động trong đó một hệ thống hoặc vật thể được kích thích bằng một tín hiệu bên ngoài, thường có tần số không phải là tần số tự nhiên của hệ thống. Hệ thống sẽ dao động với tần số của tín hiệu đầu vào thay vì tần số tự nhiên của nó. Trong dao động cưỡng bức, tín hiệu kích thích từ bên ngoài cung cấp năng lượng cho hệ thống và duy trì sự dao động của nó. Điều này có thể xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau và có nhiều ứng dụng trong vật lý, kỹ thuật và điện tử. Ví dụ phổ biến về dao động cưỡng bức là mạch RLC (bao gồm cuộn cảm, tụ điện và trở điện) được kích thích bằng một tín hiệu điện áp ngoài. Nếu tần số của tín hiệu điện áp này không phải là tần số tự nhiên của mạch RLC, thì mạch sẽ dao động với tần số của tín hiệu đầu vào. Dao động cưỡng bức cũng có nhiều ứng dụng trong sóng âm thanh, sóng radio, và nhiều loại cảm biến và thiết bị công nghiệp khác. Khi bạn điều chỉnh radio để bắt sóng, bạn đang sử dụng nguyên tắc dao động cưỡng bức để chọn tần số sóng radio mong muốn từ tín hiệu đa dạng của sóng radio trong không gian. 3. Bài tập vận dụng và lời giải:Câu 1: Trong một mạch dao động LC có tụ điện là 5μF, cường độ tức thời của dòng điện là i = 0,05sin2000t(A). Độ tự cảm của tụ cuộn cảm là:
Lời giải: Chọn A. Ta có: Câu 2: Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung 0,1μF và một cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH. Tần số của dao động điện từ riêng trong mạch sẽ là:
Lời giải: Chọn C. Từ công thức tính tần số: Câu 3: Mạch dao động điện từ điều hoà có cấu tạo gồm:
Lời giải: Chọn D. Mạch dao động điện từ điều hoà LC có cấu tạo gồm tụ điện C và cuộn cảm L mắc thành mạch kín. Câu 4: Mạch dao động điện từ điều hoà LC có chu kỳ
Lời giải: Chọn C. Chu kỳ dao động của mạch dao động LC là T = 2π√(LC) như vậy chu kỳ T phụ thuộc vào cả độ tự cảm L của cuộn cảm và điện dung C của tụ điện. Thế nào là dao động điện từ tắt dần?Dao động tắt dần là các dao động có năng lượng và biên độ giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân dẫn đến dao động tắt dần xảy ra do lực ma sát hay lực cản của môi trường gây ra. Chu kỳ và tân số của dao động tắt dần không phụ thuộc tới biên độ dao động mà phụ thuộc vào tần số dao động riêng của vật và chu kỳ. Mạch dao động gồm những gì?Khái niệm mạch dao động: Mạch dao động là một mạch kín gồm có một cuộn cảm có độ tự cảm L(H) mắc với một tụ điện có điện dung C(F) thành một mạch điện kín. Nếu điện trở r của mạch rất nhỏ (≈ 0) được gọi là mạch dao động lí tưởng. Thế nào là dao động cơ?1.1 Dao động cơ - Một vật chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng được gọi là dao động cơ. - Dao động tuần hoàn là dao động cơ mà trạng thái của vật được lặp lại y như cũ trong một khoảng thời gian xác định bằng nhau. Dao động của sóng điện từ là gì?Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm luôn luôn đồng pha với nhau. Sóng điện từ tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ. Sóng điện từ tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ. Trong quá trình lan truyền sóng điện từ mang theo năng lượng. |
