Mạch dao động và những điều quan trọng không nên bỏ qua

Mạch dao động là kiến thức quan trọng trong bộ môn Vật lý THPT và Đại Học, Cao đẳng. Theo đó, mạch cùng với tụ điện tạo thành một mạch điện kín. Nhờ vậy, hệ thống thiết bị điện có thể hoạt động bình thường. Cùng tìm hiểu những điều thú vị ngay trong bài viết này nhé!

Mạch dao động là gì vậy?

Mạch dao động là mạch gồm một cuộn cảm mắc với tự điện để tạo thành mạch điện kín. Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L(H). Còn tụ điện có điện dung C(F). Trong trườn hợp, điện trở r của mạch rất nhỏ thì ta gọi là mạch dao động lí tưởng.

Hiện nay, khái niệm dao động khá phổ biến trong điện trường và từ trường. Mạch dao động có những yêu cầu cụ thể về tần số đối với cuộn cảm, tụ điện và điện trở. Khi đạt một ngưỡng nhất định chúng có thể tạo ra hiện tượng cộng hưởng LC với fL = fC. 

Tần số dao động có thể được điều khiển bằng mạch cảm điện hoặc hiện tượng công hưởng điện từ. Dịch pha là hiện tượng góc pha có sự thay đổi theo chức năng của tần số. 

Các loại dao động cơ bản hiện nay gồm gì?

Có hai loại dao động cơ bản. Chúng là bộ tạo dao động hình sin và không theo hình sin. 

Về bộ tạo dao động hình sin:

• Tên gọi khác là bộ dao động điều hòa hay còn là máy hiện sóng.
• Bộ điều chỉnh LC hoặc RC hoạt động tạo ra dạng sóng hình sin.
• Biên độ và tần số cố định không thay đổi. 

Về bộ tạo dao động không hình sin

• Tên gọi khác: Bộ tạo dao động thư giãn, tạo sóng không theo hình sin.
• Đặc điểm có sự thay đổi nhanh từ một điều kiện ổn định sang điều kiện ứng biến nhanh.
• Các dạng sóng có thể gặp phải: sóng vuông, sóng tam giá và sóng dạng sóng căn bản.
• Nguyên tắc hoạt động: Tích điện cho tụ C. Tiếp đến nối với cuộn cảm. Khi đó, tụ sẽ phóng điện. Nhờ vậy xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện cảm ứng có đặc điểm ngược chiều với dòng điện i. Khi tụ phóng hết điện, dòng điện sẽ tích điện cho tụ theo chiều ngược lại. Hiện tượng này có sự lặp đi lặp lại gọi là mạch dao động. 

Mạch dao động và dao động điện từ tự do mạch dao động.

– Phương trình dao động là gì? 

Ta xét mạch dao động LC, lúc này ta có: 

uAB = e – ir = q/C (hiệu điến thế hai dầu mạch điện)

Trong đó e là xuất điện động cảm ứng. Công thức xác định e như sau: 

e = – L di/dt = -L* q” 

Khi r rất nhỏ, được coi là không đáng kể, ta có phương trình:

q” = -q/LC (đây là phương trình vi phân bậc 2)

Nghiệm của phương trình trên sẽ có dạng như sau:

q = q0cos⁡(ωt + φ)

Các nhận xét quan trọng gồm:

Đầu tiên, điện tích của bản tụ điện và cường độ dòng điện biến thiên điều hòa theo một chu kỳ nhất định. Với công thức xác định là T = 2π√LC. Chúng chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng của hệ. Vì vậy, còn có tên gọi khác là dao động điện từ tự do. 

Thứ hai, mối quan hệ giữa 3 đại lượng q,i và u:

• Cường độ i sớm pha một góc vuông với q.
• Cường độ i sớm pha hơn u một góc vuông.
• Ngược lại, u đồng pha với q. 

Năng lượng điện từ là gì? 

Một số công thức cơ bản quan trọng có nhiều ứng dụng trong giải bài tập gồm:

Dưới đây là công thức xác định năng lượng điện trường. Tên gọi khác là dạng năng lượng dự trữ trong tụ điện:

Công thức xác định năng lượng từ trường, dạng năng lượng dự trữ trong cuộn cảm:

W(t) = ½ * Li^2

Như vậy công thức xác định năng lượng điện từ là: 

W = 1/2 * q^2/C

Mạch dao động là gì, cách phân loại và công thức xác định các trị số quan trọng. Hy vọng bạn đã nắm chắc được các kiến thức này trong bài viết của thietbikythuat.com.vn