Chủ đề 4: Dao động và sóng điện từ

I. Mạch dao động

1. Một cuộn cảm có độ tự cảm \(L\) mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung \(C\) thành một mạch kín gọi là mạch dao động.

2. 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 \(q\).

\(q=q_0\cos\left(\omega t+\varphi\right)\)

\(i=I_0\cos\left(\omega t+\varphi+\dfrac{\pi}{2}\right)\)

Trong đó: \(I_0=\omega q\)

3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động

\(T=2\pi\sqrt{LC}\)

\(f=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)

4. Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ

\(W=W_đ+W_t=\dfrac{Cu^2}{2}+\dfrac{Li^2}{2}\)

Nếu không có tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ được bảo toàn

\(W=\dfrac{CU_0^2}{2}=\dfrac{LI_0^2}{2}=const\)

II. Điện từ trường

1.Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. Đường sức của điện trường xoáy là đường cong kín.

2. Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.

3. Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường, từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường xoáy. Hai trường biến thiên này liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường.

III. Sóng điện từ

1. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian

2. Các đặc điểm của sóng điện từ

• Sóng điện từ lan truyền được trong chân không với tốc độ bằng \(c\).
• Sóng điện từ là sóng ngang
• Dao động của điện trường và từ trường tại một điểm luôn đồng pha với nhau.
• Khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường, sóng điện từ cũng bị khúc xạ, phản xạ.
• Sóng điện từ mang năng lượng.
• Những sóng điện từ có bước sóng từ vài m đến vài km được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến nên gọi là các sóng vô tuyến.

3. Các sóng ngắn phản xạ tốt trên tầng điện li cũng như trên mặt đất và mặt nước biển nên có thể truyền đi xa.

IV. Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến

1. Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, ta phải dùng các sóng điện từ cao tần.

Muốn cho các sóng mang cao tần tải được các tín hiệu âm tần thì phải biến điệu chúng.

2. Sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến đơn giản gồm: micrô, bộ phát sóng cao tần, mạch biến điệu, mạch khuếch đại và anten.

3. Sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến đơn giản gồm: anten, mạch chọn sóng, mạch khuếch đại và loa.