A - TRỌNG TÂM KIẾN THỨC
1. Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung \[C\] mắc với một cuộn cảm có độ tự cảm \[L\] thành mạch kín [H20.1]
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