Năng lượng điện từ

Năng lượng năng lượng điện sóng ngắn từ trường vào mạch dao động LC là bài xích toán thông thường sẽ có trong đề thi Đại học tập - Cao đẳng ( trung học phổ thông Quốc Gia). Năng lượng năng lượng điện từ trường sóng ngắn bao gồm tích điện năng lượng điện trường triệu tập sinh hoạt tụ điện cùng tích điện từ trường sóng ngắn tập trung tại cuộn cảm.

Bạn đang xem: Năng lượng điện từ


NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG TRONG MẠCH DAO ĐỘNG LC

1. Các công thức:

Năng lượng năng lượng điện trường: WC = (frac12)Cu2 = (frac12fracq^2C). Năng lượng từ bỏ trường: WL = (frac12) Li2

Năng lượng năng lượng điện từ: W= WC + WL= (frac12fracq_0^2C=frac12CU_0^2=frac12LI_0^2)= CU = LI

Năng lượng năng lượng điện ngôi trường với năng lượng sóng ngắn thay đổi thiên tuần hoàn với tần số góc :

ω’ = 2ω = (frac2sqrtLC), cùng với chu kì T’ = (fracT2=pi sqrtLC)

Nếu mạch có điện trở thuần R ≠ 0 thì giao động đang tắt dần dần. Để bảo trì xấp xỉ nên cung cấp mang lại mạch một tích điện bao gồm công suất: Phường = I2R = (fracomega ^2C^2U_0^2R2=fracU_0^2RC2L) .

Liên hệ thân q0, U0, I0: q0 = CU0 = (fracIoomega ) = I0(sqrtLC)

2.Quan hệ giữa Năng lượng năng lượng điện trường cùng Năng lượng năng lượng điện trường xấp xỉ vào mạch LC

 -Tính dòng điện qua tụ (cuộn dây xuất xắc mạch dao động) trên thời điểm (W_t=nW_d). Thì ta đổi khác nhỏng sau:

 

*

-Tính điện dung giỏi điện tích qua tụ tại thời điểm (W_d=frac1nW_t) . Thì ta biến hóa như sau:

*

3.Năng lượng của mạch xê dịch LC lí tưởng:

*

a. Năng lượng điện ngôi trường chỉ bao gồm làm việc tụ điện:

b. Năng lượng từ trường sóng ngắn chỉ có làm việc cuộn dây:

c. Đồ thị năng lượng điện trường, năng lượng sóng ngắn chọn φ=0

Các Kết luận đúc rút trường đoản cú đồ dùng thị:

- Trong một chu kì tất cả 4 lần cồn năng bằng chũm năng

- Khoảng thời gian giữa nhị lần cồn năng bởi rứa năng tiếp tục là T/4

- Từ thời khắc động năng cực lớn hoặc cầm năng cự đại cho cơ hội cồn năng bằng nắm năng là T/8

- Động năng cùng cụ năng tất cả thiết bị thị là mặt đường hình sin bao quang quẻ đương thẳng (fracmomega ^2A^24)


- Đồ thị cơ năng là đường trực tiếp song tuy nhiên với trục ot

d. Năng lượng năng lượng điện từ

4. Bài tập tự luận:

Bài 1. Cho một mạch giao động điện từ gồm một tụ điện gồm điện dung C = 5 μF và một cuộn thuần cảm có độ từ bỏ cảm L = 50 mH. Biết điện áp cực lớn trên tụ là 6 V. Tìm năng lượng điện ngôi trường với năng lượng sóng ngắn từ trường vào mạch Khi năng lượng điện áp bên trên tụ điện là 4 V và cường độ dòng năng lượng điện i lúc ấy.

Giải : Ta có: W =(frac12) (C)(U_0^2)= 9.10-5 J; WC = (frac12) Cu2 = 4.10-5 J;

Wt = W – WC = 5.10-5 J; i = ± (sqrtfrac2W_tL)= ± 0,045A.

Bài 2. Trong một mạch LC, L = 25 mH và C = 1,6 μF ở thời khắc t = 0, độ mạnh mẫu điện trong mạch bằng 6,93 mA, năng lượng điện sinh hoạt bên trên tụ năng lượng điện bằng 0,8 μC. Tính năng lượng của mạch xê dịch.

Giải Bài 2. Ta có: W = (frac12fracq^2C)+ (frac12)Li2 = 0,8.10-6J.

Bài 3. Một mạch giao động năng lượng điện tự gồm một tụ năng lượng điện tất cả điện dung 0,125 μF cùng một cuộn cảm tất cả độ trường đoản cú cảm 50 μH. Điện trngơi nghỉ thuần của mạch ko đáng kể. Điện áp cực lớn thân nhị bạn dạng tụ điện là 3 V. Tính cường độ chiếc điện cực lớn, độ mạnh dòng điện, năng lượng điện trường, năng lượng sóng ngắn trong mạch cơ hội điện áp thân nhì phiên bản tụ là 2 V.


Giải Bài 3. Ta có:

I0 = (sqrtfracCL) U0 = 0,15 A; W =(frac12) (C)(U_0^2)= 0,5625.10-6 J; WC =(frac12) Cu2 = 0,25.10-6 J;

Wt = W – WC = 0,3125.10-6 J; i = ± (sqrtfrac2W_tL) = ± 0,11 A.

Bài 4. Một mạch dao động bao gồm cuộn cảm tất cả độ từ cảm 27 μH, với tụ điện có điện dung 3000 pF; năng lượng điện trở thuần của cuộn dây và dây nối là 1 trong Ω; năng lượng điện áp cực to thân nhì phiên bản tụ điện là 5 V. Tính hiệu suất đề xuất cung cấp nhằm gia hạn giao động của mạch trong một thời hạn dài.

Giải Bài 4. Ta có: I0 =ωq0 = ωCU0 = U0(sqrtfracCL)= 57,7.10-3 A ; Phường = (fracI_0^2R2)= 1,39.10-6 W.

Bài 5. Một mạch dao động năng lượng điện từ LC lí tưởng bao gồm cuộn cảm thuần có độ từ cảm 5 μH với tụ năng lượng điện tất cả năng lượng điện dung 5 μF. Trong mạch gồm xấp xỉ điện từ thoải mái. Tính khoảng thời gian giữa nhị lần thường xuyên nhưng năng lượng điện trên một phiên bản tụ năng lượng điện tất cả độ lớn cực to và khoảng chừng thời hạn thân nhị lần liên tiếp nhưng mà tích điện năng lượng điện trường bằng tích điện từ trường sóng ngắn.

Xem thêm: Customer Reviews: Apple Iphone 6S Plus 64Gb Unlocked, Apple Iphone 6S

Giải Bài 5. Chu kỳ dao động: T = 2π(sqrtLC)= 10π.10-6 = 31,4.10-6 s.


Trong một chu kì có 2 lần điện tích bên trên phiên bản tụ đạt cực hiếm cực đại buộc phải khoảng thời hạn thân hai lần tiếp tục cơ mà năng lượng điện bên trên phiên bản tụ đạt cực to là ∆t =(fracT2)= 5π.10-6 = 15,7.10-6s.

Trong một chu kì tất cả 4 lần tích điện năng lượng điện trường bằng tích điện từ trường sóng ngắn nên khoảng thời gian giữa nhị lần tiếp tục mà năng lượng điện trường bằng năng lượng sóng ngắn từ trường là ∆t’ = (fracT4) = 2,5π.10-6 = 7,85.10-6 s.

Bài 6. Cường độ cái điện liền trong một mạch xê dịch LC lí tưởng là i = 0,08cos2000t (A). Cuộn dây bao gồm độ từ cảm L = 50 mH. Hãy tính điện dung của tụ điện. Xác định năng lượng điện áp thân hai phiên bản tụ năng lượng điện trên thời gian cường độ mẫu điện lập tức vào mạch bởi quý hiếm cường độ cái năng lượng điện hiệu dụng.

Giải Bài 6. Ta có:

C = (frac1omega ^2L) = 5.10-6 F; W =(frac12)(LI_0^2)= 1,6.10-4 J; Wt =(frac12) LI2 = (frac12)L (fracI_0^22)= 0,8.10-4 J;

WC = W – Wt = 0,8.10-4 J; u = (sqrtfrac2W_CC=4sqrt2V)

Bài 7. Một mạch xê dịch LC lí tưởng đang xuất hiện xê dịch năng lượng điện từ tự do. Biết năng lượng điện cực lớn của một phiên bản tụ điện bao gồm độ bự là 10-8 C và độ mạnh chiếc năng lượng điện cực đại qua cuộn cảm thuần là 62,8 mA. Tính tần số xấp xỉ năng lượng điện từ bỏ thoải mái của mạch.


Giải Bài 7

*

Bài 8. Khung giao động điện từ bao gồm một cuộn dây thuần cảm bao gồm độ từ bỏ cảm L = 0,1 H cùng tụ năng lượng điện tất cả năng lượng điện dung C = 10 μF. Dao đụng năng lượng điện trường đoản cú trong size là giao động điều hoà cùng với độ mạnh loại điện cực to I0 = 0,05 A. Tính điện áp giữa hai bản tụ làm việc thời khắc i = 0,03 A cùng cường độ chiếc điện vào mạch lúc điện tích bên trên tụ có giá trị q = 30 μC.

Giải Bài 8. Ta có: W =(frac12) (LI_0^2)= 1,25.10-4 J; Wt = (frac12) Li2= 0,45.10-4J; WC = W - Wt = 0,8.10-4J; u = (sqrtfrac2W_CC)= 4V.

WC = (frac12fracq^2C) = 0,45.10-4J; Wt = W - Wt = 0,8.10-4J; i =(sqrtfrac2W_tL) = 0,04 A.

5. Trắc nghiệm:

Câu 10: Một mạch dao động LC có cuộn thuần cảm có độ trường đoản cú cảm L = 0,4H cùng tụ điện có điện dung C=40μF Cường độ mẫu năng lượng điện qua mạch có biểu thức: (i=2sqrt2cos100pi t(A)) Năng lượng xê dịch của mạch là

A. 1,6mJ. B. 3,2mJ. C. 1,6J. D. 3,2J.

Câu 11: Một mạch giao động LC bao gồm năng lượng điện trnghỉ ngơi thuần ko đáng kể, tụ năng lượng điện có năng lượng điện dung 5μF. Dao rượu cồn điện từ riêng biệt (từ bỏ do) của mạch LC cùng với hiệu năng lượng điện cố gắng cực đại ở hai đầu tụ điện bởi 6V. Lúc hiệu năng lượng điện cầm ngơi nghỉ hai đầu tụ điện là 4V thì tích điện sóng ngắn vào mạch bằng


A. 4.10-5J. B. 5.10-5J. C. 9.10-5J. D. 10-5J.

Xem thêm: Giá Bán Laptop Cũ Dell Chất Lượng Giá Rẻ Nhất Hà Nội, Bán Laptop Dell Giá Sỉ Siêu Rẻ Ở Tp

Câu 12: Mạch giao động LC, với cuộn dây gồm L = 5μH . Cường độ cái năng lượng điện cực to trong mạch là 2A. Khi cường độ cái điện lập tức trong mạch là 1A thì tích điện điện trường vào mạch là

A. 7,5.10-6J. B. 75.10-4J. C. 5,7.10-4J. D. 2,5.10-5J.

Câu 13: Mạch giao động LC tất cả năng lượng điện cực to trên tụ là 9 nC. Điện tích của tụ điện vào thời khắc tích điện điện ngôi trường bằng (frac13) năng lượng sóng ngắn bằng:

A. 3 nC B. 4,5 nC C . 2,5 nC D. 5 nC

Câu 14: Mạch giao động LC có hiệu điện ráng cực to trên tụ là (5sqrt2)V. Hiệu điện rứa của tụ năng lượng điện vào thời điểm năng lượng năng lượng điện ngôi trường bằng (frac13)  năng lượng từ trường sóng ngắn bằng:

A. 5(sqrt2)V B.2(sqrt5) V C.10(sqrt2) V D. 2(sqrt2)V

Câu 15: Mạch dao động LC bao gồm mẫu điện cực lớn qua mạch là 12 mA. loại năng lượng điện trên mạch vào thời khắc năng lượng sóng ngắn bằng 3 năng lượng năng lượng điện trường bằng:


A. 4 mA B. 5,5 mA C. 2 mA D. 6 mA

Câu 16: Mạch chọn sóng thứ thu tkhô giòn có L = 2 μH; C = 0,2 nF. Điện trnghỉ ngơi thuần R = 0. Hiệu điện thay cực đại 2 phiên bản tụ là 1đôi mươi mV. Tổng tích điện điện trường đoản cú của mạch là

A. 144.10-14 J B. 24.10-12 J C. 288.10-4 J D. Tất cả đa số sai

Tải về

Luyện Những bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay



Chuyên mục: Điện máy