DAO ĐỘNG VÀ SÓNG
ĐIỆN TỪ
CHƯƠNG IV
z
O
y
Phương truyền sóng
Bước sóng
x
Chấn tử
Sự lan truyền của sóng điện từ
B
r
B
r
E
r
E
r
Chương này trình bày các kiến thức về:
Dao động và sóng điện từ, sự tương tự của
chúng với dao động và sóng cơ.
Dao động điện từ tự do, dao động tắt dần,
hệ tự dao động, dao động cưỡng bức và
cộng hưởng điện.
động kí để có hình ổn định trên màn, ta sẽ
thấy một đồ thị sạng sin.
Từ đó, có thể nhận
xét là trong mạch
kín LC đã có một
dòng điện dạng sin
của dao động cơ đã
biết. Mạch LC được
gọi là mạch dao
động (hoặc còn gọi
là khung dao động).
a
b
K
C
L
P
R
Hình 2 Mắc mạch dao
động LC với dao động kí
b) Giải thích
Hình 3 cho thấy từng giai đoạn của quá trình
dao động điện và từ của mạch LC và dao
động cơ của con lắc đơn.
3
q = 0
u = 0
q
i = 0
+ + + +
- - - -
9
Chu kì
mới…
max
i
r
max
i
−
s
i
r
i
r
i
s
i
s
t
t
x
max
v = 0
x = 0
v
max
x
trường của ống dây có giá trị lớn nhất? Giá
trị nhỏ nhất?
c) Khảo sát định lượng
Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch AB, ta
có: u
AB
= e – ri
với r ≈ 0 thì .
AB
di
u e L
dt
≈ = −
Quy ước:
q > 0, nếu bản cực bên
trên mang điện tích
dương.
i > 0, nếu dòng điện
chạy qua cuộn cảm
theo chiều từ B đến A.
q
+
q
-
+
-
C
A
L
Tương tự như ở phần sao động cơ, nghiệm
của phương trình này có dạng:
q = q
0
cos(ωt + ϕ)
Từ đó:
( )
( )
0
0
' sin
os t+
AB
i q q t
q
q
u c
C C
ω ω ϕ
ω ϕ
= = − +
= =
Các phương trình q = q
0
cos(ωt + ϕ),
cho thấy các đại lượng điện q, I, u đều biến
thiên tuần hoàn theo quy luật dạng sin.
( ) ( )
0
π
π
ω
= =
- Tần số riêng:
1 1
2
f
T
LC
π
= =
Có thể viết phương trình dao động điện từ và từ
trong mạch LC như sau:
( )
( )
0
0
0
0
os t+
os t+
os t+
2
os t+
2
q q c
u U c
i I c
2
2
2
0
C
1
W os .
2 2
q
q
c t
C C
ω ϕ
= = +
Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:
( ) ( )
2 2 2
2 2 2
0 0
L
1
W sin sin
2 2 2
L q q
Li t t
C
ω
ω ϕ ω ϕ
= = + = +
2
q q c
u U c
i I c
B B c
ω ϕ
ω ϕ
π
ω ϕ
π
ω ϕ
=
=
= +
÷
= +
÷
C2 Pha dao động của u và I có trùng nhau không? Vì sao?
- Tần số góc riêng:
1
LC
ω
=
- Chu kì riêng:
2
0
C
1
W os .
2 2
q
q
c t
C C
ω ϕ
= = +
Năng lượng từ trường tập trung trong cuộn cảm:
( ) ( )
2 2 2
2 2 2
0 0
L
1
W sin sin
2 2 2
L q q
Li t t
C
ω
ω ϕ ω ϕ
= = + = +Năng lượng điện từ toàn phần của mạch LC lí tưởng là
một hằng số
R lớn
R rất lớn
Dao động điện từ tắt dần
Hình 5 Các hình ảnh trên màn hình dao động kí.