Đang tải... (xem toàn văn)
So sánh dòng điện dẫn với dòng điện dịch Giống nhau: cả hai đều sinh ra xung quanh nó một từ trường. Khác nhau: + Dòng điện dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích, xuất hiện trong dây dẫn. + Dòng điện dịch là một điện trường biến thiên, xuất hiện giữa hai bản tụ điện, không có các hạt mang điện tích chuyển động 2. Chu kỳ Tần số Tần số góc: a) Tần số góc: (rads) = 1LC Trong đó: L gọi là độ tự cảm của cuộn dây (H); C là điện dung của tụ điện (F) Với tụ điện phẳng C = S4Kd Với: là hằng số điện môi S là diện tích tiếp xúc của hai bản tụ K = 9.109 d: khoảng cách giữa hai bản tụ 1. Năng lượng của mạch LC. Năng lượng mạch LC: W = Wđ + Wt Trong đó: W: Năng lượng mạch dao động (J) Wđ: Năng lượng điện trường (J) tập trung ở tụ điện WC 3: SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN 1. Điện từ trường Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh. Điện từ trường gồm hai mặt, đó là điện trường và từ trường. Sẽ không bao giời có một điện trường hay một từ trường tồn tại duy nhất, chúng luôn tồn tại song song nhau. Khi nhắc tới điện trường hay từ trường tức là chúng ta đang nhắc tới một mặt của điện từ trường. 2. Sóng điện từ a) Định nghĩa Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trường trong không gian b) Đặc điểm của sóng điện từ lan truyền với vận tốc 3.108 ms trong chân không Sóng điện từ là sóng ngang, trong quá trình lan truyền điện trường và từ trường làn truyền cùng pha và có phương vuông góc với nhau Sóng điện từ có thể lan truyền được trong chân không, đây là sự khác biệt giữa sóng điện từ và sóng cơ c) Tính chất sóng điện từ Trong quá trình lan truyền nó mang theo năng lượng Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ. Tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ Nguồn phát sóng điện từ (chấn tử) có thể là bất kỳ vật nào phát ra điện trường hoặc từ trường biến thiên như: tia lửa điện, cầu dao đóng ngắt mạch điện…
Ôn thi THPT Quốc gia 2016 CHƯƠNG VI: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ MẠCH DAO ĐỘNG LC Các phương trình - Phương trình điện tích q = Q0.cos(ωt +π) (C) - Phương trình dòng điện i = q’ = ω.Q0.cos(ωt + ϕ + ) (A) = I0.cos(ωt +ϕ + )(A) Trong đó: (I0 = ω.Q0) - Phương trình hiệu điện Q u = = cos(ωt + ϕ) (V) = U0.cos(ωt + ϕ) (V) C Q Trong đó: (U0 = ) C u q dao động pha, i nhanh pha u q góc So sánh dòng điện dẫn với dòng điện dịch * Giống nhau: hai sinh xung quanh từ trường * Khác nhau: + Dòng điện dẫn dòng chuyển dời có hướng hạt mang điện tích, xuất dây dẫn + Dòng điện dịch điện trường biến thiên, xuất hai tụ điện, hạt mang điện tích chuyển động Chu kỳ - Tần số - Tần số góc: a) Tần số góc: ω (rad/s) ω= Trong đó: L gọi độ tự cảm cuộn dây (H); C điện dung tụ điện (F) Với tụ điện phẳng C = Với: ε số điện môi S diện tích tiếp xúc hai tụ K = 9.109 d: khoảng cách hai tụ b) Chu kỳ T(s) T = = 2π c) Tần số: f (Hz) f= = Công thức độc lập thời gian: 2 2 q i u q i2 + = a Q = q + b + = c ω Q0 I0 U Q0 Quy tắc ghép tụ điện - cuộn dây a) Ghép nối tiếp C1C CC CC1 1 + - Ghép tụ điện: = ⇒ C= ; C1 = ; C2 = C C1 C C1 + C C2 − C C1 − C - Ghép cuộn dây: L = L1 + L2 b) Ghép song song - Ghép tụ điện: C = C1 +C2 1 + - Ghép cuộn dây: = L L1 L Bài toán liên quan đến ghép tụ (Cuộn cảm giữ nguyên) Ôn thi THPT Quốc gia 2016 a C1 nt C2 ⇒ Tnt = T1T2 T12 + T22 ; f nt = f12 + f 22 b C1 // C2 ⇒ Tss = T12 + T22 ; f ss = f1f f12 + f 22 Bài toán viết phương trình u - i - q Loại 1: Giả sử cho phương trình: q = Q0cos(ωt+φ) ⇒ i = I0cos(ωt + φ + ) Trong đó: I0 = ωQ0 Q ⇒ u = U0cos(ωt + φ) Trong đó: U0 = C Loại 2: Giả sử cho phương trình: i =I0cos(ωt+φ) I ⇒ q = Q0cos(ωt + φ - ) Trong đó: Q0 = ω L ⇒ u = U0cos(ωt + φ- ) Trong đó: U0 = I C Loại 3: Giả sử cho phương trình: u =U0cos(ωt+φ) ⇒ q = Q0cos(ωt + φ) Trong đó: Q0 =C.U0 C ⇒ i = I0cos(ωt + φ + ) Trong đó: I0 = U L NĂNG LƯỢNG MẠCH LC Năng lượng mạch LC Năng lượng mạch LC: W = Wđ + Wt Trong đó: - W: Năng lượng mạch dao động (J) - Wđ: Năng lượng điện trường (J) tập trung tụ điện WC Q2 q2 Wđ = Cu2 = qu = = cos2ωt 2C 2C Q02 ⇒ Wđmax = CU = 2C - Wt: Năng lượng từ trường (J) tập trung cuộn dây WL Wt = Li2 = Lω2Q2sin2(ωt) ⇒ Wtmax = LI Tổng Kết q12 Li12 Q02 2 2 U I u i i W = Wđ + Wt = Wđmax = C = 2C = Wtmax = L = C + L = q1u1 + L = 2C + 2 ⇒ Ta có số hệ thức sau: 2 LI02 − Li = Cu ⇒ L( I − i ) = Cu LI02 − Li = q2 C 2 ⇒ L( I − i ) = q2 C 2 ⇒ I0 = i + ω q Ôn thi THPT Quốc gia 2016 Q 02 q = + Li C C C U 02 − u = Li ( ⇒ Q − q = LCi 2 i ⇒ Q = q + ω 2 ) 2 C L I0 = U0 L ; U0 = I0 C Dao động điện từ tắt dần cuộn cảm không (có điện trở) Nên có phần lượng bị tiêu hao hiệu ứng Jun – Lenxo Công thức xác định công suất mát mạch LC (năng lượng cần cung cấp để trì mạch LC) I 02 ∆P = P = RI = R Ngoài ra, phần lượng giảm bị xạ không gian xung quanh Một số kết luận quan trọng - Năng lượng điện trường lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với chu kỳ , tần số 2f, tần số góc 2ω - Năng lượng điện trường tức thời lượng từ trường tức thời biến thiên ngược pha - Năng lượng điện trường lượng từ trường biến thiên điều hoà, lượng mạch đại lượng bảo toàn - Thời gian liên tiếp lượng điện lượng từ t = Q0 q = ± n + W - Wt = n.Wd → Wd = n +1 n Wt = n + W 3: SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN Điện từ trường Mỗi biến thiên theo thời gian từ trường sinh không gian xung quanh điện trường xoáy biến thiên theo thời gian ngược lại, biến thiên theo thời gian điện trường sinh từ trường biến thiên theo thời gian không gian xung quanh - Điện từ trường gồm hai mặt, điện trường từ trường Sẽ không bao giời có điện trường hay từ trường tồn nhất, chúng tồn song song - Khi nhắc tới điện trường hay từ trường tức nhắc tới mặt điện từ trường Sóng điện từ a) Định nghĩa Sóng điện từ trình lan truyền điện từ trường không gian b) Đặc điểm sóng điện từ - lan truyền với vận tốc 3.108 m/s chân không - Sóng điện từ sóng ngang, trình lan truyền điện trường từ trường truyền pha có phương vuông góc với - Sóng điện từ lan truyền chân không, khác biệt sóng điện từ sóng c) Tính chất sóng điện từ - Trong trình lan truyền mang theo lượng - Tuân theo quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ - Tuân theo quy luật giao thoa, nhiễu xạ Ôn thi THPT Quốc gia 2016 - Nguồn phát sóng điện từ (chấn tử) vật phát điện trường từ trường biến thiên như: tia lửa điện, cầu dao đóng ngắt mạch điện… d) Công thức xác định bước sóng sóng điện từ: Trong đó: λ: gọi bước sóng sóng điện từ; c = 3.108 m/s; T: chu kỳ sóng Truyền thông sóng vô tuyến a) Các khoảng sóng vô tuyến Sóng điện từ Bước sóng Đặc điểm/ứng dụng - Không bị nước hấp thụ Sóng dài > 1000 m - Thông tin liên lạc nước - Bị tầng điện ly hấp thụ ban ngày, phản xạ ban đêm lên ban Sóng trung 100 1000 m đêm nghe radio rõ ban ngày - Chủ yếu thông tin phạm vi hẹp - Bị tầng điện ly mặt đất phản xạ Sóng ngắn 10 100 m - Máy phát sóng ngắn công suất lớn truyền thông tin xa mặt đất - Có thể xuyên qua tầng điện ly Sóng cực ngắn 0,01 10 m - Dùng để thông tin liên lạc vũ trụ b) Sơ đồ máy thu - phát sóng vô tuyến Trong đó: Máy phát (1): Micrô (2): Mạch phát sóng điện từ cao tần (3): Mạch biến điệu (4): Mạch khuyếch đại (5): Anten phát Máy thu (1): Anten thu (2): Mạch khuyếch đại dao động điện từ cao tần (3): Mạch tách sóng (4): Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần (5): Loa c) Truyền thông sóng điện từ Nguyên tắc thu phát fmáy = fsóng fmáy = = fsóng = ⇒ Bước sóng máy thu được: λ = c.2π Một số toán thường gặp Loại 1: Xác định bước sóng máy thu được: Đề 1: Mạch LC máy thu có L = l 1; C = C1, cho c = 3.108 m/s Xác định bước sóng mà máy thu được: λ = c.2π Ôn thi THPT Quốc gia 2016 Đề 2: Mạch LC máy thu có tụ điện thay đổi từ C đến C2 (C1 < C2) độ tự cảm L Hãy λ = [ λ1 → λ ] λ1 = c.2π LC1 xác định khoảng sóng mà máy thu được: Trong λ = c.2π LC Đề 3: Mạch LC máy thu có C điều chỉnh từ [C C2]; L điều chỉnh từ [L L2] Xác λ = [ λ1 → λ ] λ1 = c.2π L1C1 định khoảng sóng mà máy thu : Trong λ = c.2π L C Đề 4: L không đổi: Ghép C1 C2 tính λ ƒ λ1λ a C1 nt C2 ⇒ λ nt = ; f = f12 + f 22 λ1 + λ22 nt f1f b C1 // C2 ⇒ λ ss = λ21 + λ22 ; f ss = 2 f1 + f Loại 2: Trong mạch dao động LC, với C điện dung tụ điện xoay có thay đổi từ C đến Cmax Đề 1: Nếu ban đầu điện dung tụ có giá trị cực đại, để thu sóng điện từ có bước sóng λ ta phải quay tụ góc ∆φ với C − Cv ∆ϕ = max 1800 Cmax − Cmin λ2 4π c L Đề 2: Nếu ban đầu điện dung tụ có giá trị cực tiểu, để thu sóng điện từ có bước sóng λ ta phải quay tụ góc ∆φ với C − Cmin ∆ϕ = v 1800 Cmax − Cmin Trong Cv =