CHƯƠNG 4DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪI/. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

Câu 30 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng dao động điện từ tự do trong mạch dao động điện từ LCkhông điện trở thuần?A. Khi năng lượng điện trường giảm thì năng lượng từ trường tăng.B. Năng lượng điện từ của mạch dao động bằng tổng năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từtrường tập trung ở cuộn cảm.C. Năng lượng từ trường cực đại bằng năng lượng điện từ của mạch dao động.D. Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số bằng một nửa tần số của cườngđộ dòng điện trong mạch.1. Mạch dao động (hay khung dao động) là mạch kín gồm cuộn cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dungC. Điện trường và từ trường trong mạch biến thiên, nên dao động của mạch gọi là dao động điện từ.2. Trong mạch dao động, điện tích q của tụ điện, dòng điện i trong mạch và hiệu điện thế u giữa hai bản tụ đềubiến thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin với tần số góc 1  LC . + Nếu ^{q q cos}

^o



^{  t}



^{thì u }_C^{q q}_C

^o

^cos



^{  t}



Đơn vị điện tích là cu-lông (C) và ^{i q '  q sin}

^o



^{   t}



^{I cos}

^o

^���^{   t} ₂^��� Với I

o

 q

o

3. Nếu không có tác động điện hoặc từ với bên ngoài, thì dao động điện từ là một dao động tự dof 2 LC+ Tần số góc riêng: 1  LC + Chu kỳ riêng: T 2  LC + Tần số riêng: 1L là độ tự cảm của cuộn cảm, đơn vị là henry (H) và C là điện dung của tụ điện, đơn vị là fara ( F). + Bội và ước thập phân: kilô (k) =10 ; mêga (M) =

³

10 ; giga (G) =

⁶

10 đêxi (d) =

⁹

10

^

¹

centi (c)= 10

^

²

; mili (m) =10

^

³

; micrô () =10

^

⁶

; nanô (n) =10

^

⁹

; picô (p) =10

^

¹²

4. Năng lượng của mạch dao động LC: + Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung trong tụ điện và năng lượng từtrường tập trung trong cuộn cảm. + Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ.+ Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch được bảo toàn.* Xét mạch dao động LC có ^{q q cos}

^o



^{  t}



+ Năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện:

2

1 1 1 q   hay: ^W

^C

^1_{2 C}^q

²

^o

^cos

²



^{  t}



W Cu qu

C

2 2 2 C+ Năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm:W Li

_L

1

²

2 hay ^W

^L

^{ 1}₂^{L q sin}

^{2 2}

^o

²



^{  t}



^W

^L

^1_{2 C}^q

²

^o

^sin

²



^{  t}



+ Năng lượng điện từ của mạch dao động LC: 1 1 1 1q    Đơn vị năng lượng là Jun (J)

2

2

o

W CU q U LI W=W

C

W

L

= hằng số

o

o

o

o

2 C 2 2 2Vậy, trong quá trình dao động của mạch, năng lượng từ trường và năng lượng điện trường luônchuyển hóa cho nhau, nhưng tổng năng lượng điện từ là không đổi.II/. Điện từ trường1. Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên+ Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện điện trường xoáy. Đường sức của điện trường xoáy lànhững đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của từ trường.+ Ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường. Đường sức của từ trường lànhững đường cong khép kín, bao quanh các đường sức của điện trường.2. Điện từ trường. Bất kỳ điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên, và ngược lại, từtrường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên. Điện trường biến thiên và từ trường biến thiênchuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất được gọi là điện từ trường.3. Phương trình Mắc-xoen diễn tả mối quan hệ giữa:+ điện tích, điện trường, dòng điện và từ trường.+ sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy.+ sự biến thiên của điện trường theo thời gian và từ trường.III/. Sóng điện từ1. Điện từ trường lan truyền trong không gian dưới dạng sóng gọi là sóng điện từ.2. Đặc điểm của sóng điện từ+ Sóng điện từ lan truyền được trong mọi môi trường, kể cả trong chân không.+ Tốc độ của sóng điện từ trong chân không lớn nhất và bằng tốc độ của ánh sáng trong chân không bằngc 3.10 m / s.

8

   . Trong chân không hay trong trong khí ^{  c}_f ^3.10_f

⁸

 

^{m .}vT f+ Bước sóng v+ Sóng điện từ là sóng ngang. Vectơ cường độ điện trường Eur và vectơ cảm ứng từ Bur vuông góc nhau vàcùng vuông góc với phương truyền sóng. Ba vectơ E, B, vur ur r tạo thành một tam diện thuận (Hình 22.1).+ Trong sóng điện từ, dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn đồng pha với nhau.+ Sóng điện từ cũng bị phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, giao thoa,…+ Sóng điện từ mang năng lượng.+ Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài kilômét dùng trong thông tin liên lạc gọi là sóng vôtuyến. Sóng vô tuyến được chia thành: sóng cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài. IV/. Truyền thông bằng sóng điện từ1. Nguyên tắc chung của việc truyền thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến:1. Dùng sóng điện từ cao tần để tải các thông tin gọi là sóng mang.2. Biến điệu các sóng mang ở nơi phát sóng:+ Biến dao động âm thành dao động điện, tạo thành sóng âm tần.+ Dùng mạch biến điệu để trộn sóng âm tần với sóng mang, gọi là biến điệu sóng điện từ.3. Ở nơi thu sóng, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần. Dòng loa biến dao độngđiện thành dao động âm.4. Khi tín hiệu có cường độ nhỏ, dùng mạch khuếch đại để khuếch đại chúng.2. Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản:Gồm 5 bộ phận cơ bản (Hình 23.2) (1) micrô ; (2) mạch phát sóng điện từ cao tần ; (3) mạch biếnđiệu ; (4) mạch khuếch đại ; (5) anten phát.3. Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản:Gồm 5 bộ phận cơ bản (Hình 23.3) (1) anten thu ; (2) mạch khuếch dao động điện từ cao tần ; (3)mạch tách sóng ; (4) mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần ; (5) loa.KIỂM TRA KIẾN THỨC DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ & SÓNG ĐIỆN TỪ