BÀI 29  30 : DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I / MỤC TIÊU :
 Hiểu cấu tạo của mạch dao động LC và khái niệm dao động điện từ.
 Thiết lập của công thức về dao động điện từ riêng của mạch LC (các biểu
thức phụ thuộc thời gian của điện tích, cường độ dòng điện, hiệu điện thế,
năng lượng điện từ)
 Hiểu nguyên nhân làm tắt dần dao động và nguyên tắc tạo ra dao động duy
trì.
 Hiểu sự tương tự điện  cơ.
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Vẽ trên giấy khổ lớn Hình 29.1b và hình minh họa dao động điện từ tắt dần
(hình 29.5 SGK)
2 / Học sinh :
 Ôn lại dao động cơ học ( Dao động cơ học, dao động tắt dần, dao động duy trì ).
 Ôn lại định luật Ôm cho các loại mạch điện, năng lượng tụ điện tích điện ( năng
lượng điện trường) và năng lượng ống dây có dòng điện (năng lượng từ trường )
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Điện trường.

HS : Từ trường.

HS : Là mạch điện khép kín gồm một tụ
điện có điện dung C và một cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm L.

HS : Hiệu điện thế


HS : e =  L
di
dt

HS : u
AB
= e – r.i = e

HS : u
AB
=
q
c

HS : q” +
1
LC
.q = 0

HS : q = q
o
cos(t + )

HS : Nêu định nghia dao động diện từ ?
HS : T =
2
2
LC


2 2
o
q
Li
C
 sin
2
(t + )
độ dòng điện qua mạch ?

GV : Em hãy cho biết biểu thức suất
điện động tự cảm ?
GV : Em hãy cho biết biểu thức hiệu
điện thế ở hai đầu đoạn mạch ?
GV : Em hãy cho biết biểu thức hiệu
điện thế ở hai đầu tụ điện ?
GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi để
dẫn tới phương trình vi phân bậc 2 ?
GV : Giới thiệu nghiệm của phương
trình vi phân bậc 2 ?
GV : Dao động diện từ là gì ?
GV : Viết công thức chu kỳ và tần số
dao động riêng của dao động điện từ tự
do của mạch dao động LC ?
GV : Em hãy cho biết biểu thức năng
lượng điện trường ( W
C
) tích lũy trong
tụ điện được xác định như thế nào ?
GV : Em hãy cho biết biểu thức năng

GV : Em hãy cho biết biểu thức năng
lượng điện từ của mạch dao động ?

GV : Nêu nhận xét ?

GV : Dao động điện từ tắt dần là gì ?
GV : Dao động điện từ duy trì là gì ?

GV : GV hướng dẫn cho HS thấy
những đặc điểm giống nhau giữa dao
động điện từ và dao động cơ học (GV
hướng dẫn HS lập bảng so sánh như ở
SGK).
IV / NỘI DUNG :
1. Dao động điện trong mạch LC.
 Mạch LC gồm một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm L thành một mạch điện kín. Mạch LC còn được gọi
là mạch dao động.
 Muốn cho mạch dao động hoạt động, ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó
phóng điện trong mạch, tạo nên dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn
trong mạch, hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện và giữa 2 đầu cuộn cảm
biến đổi tuần hoàn. Quá trình này gọi là dao động điện.
2. Khảo sát định lượng dao động điện trong mạch dao động C.
Chọn chiều dương trong mạch là chiều đi qua cuộn cảm từ B đến A như
hình vẽ. Nếu dòng điện chạy theo chiều đó thì cường độ i > 0 , nếu đi theo chiều
ngược lại thì i < 0.
Ta có : i = q’

= -Lq”
=> q” +
1
LC
.q = 0 (4)
 Pt (4) có nghiệm : q = q
o
cos(t + )
 Vậy điện tích của bản A biến đổi điều hòa theo thời gian với tần số góc  =
1
LC

 Cường độ dòng điện chạy trong cuộn cảm và hiệu điện thế u
AB
giữa hai bản
tụ điện cũng biến đổi điều hòa theo thời gian với cùng tần số góc  :
i = q’ = -q
o
sin(t + )
u
AB
=
o
q
q
C C
 cos(t + )
 Nếu trong quá trình xảy ra dao động không có tác dụng điện từ bên ngoài lên
mạch LC thì dao động đó là dao động điện tự do (dao động riêng) của mạch
dao động LC.

2
2
2
1
cos
2 2
o
qq
C C
 (t + )
 W
L
=
2
2
1
2 2
o
q
Li
C
 sin
2
(t + )
 Năng lượng điện từ :
W = W
C
+ W
L
=