Công thức tính năng lượng điện từ

I. Phương pháp chung.

Xét một mạch dao động điện từ LC đang hoạt động ổn định. Trong mạch dao động LC có năng lượng điện từ bao gồm năng lượng điện trường và năng lượng từ trường.

1. Năng lượng điện trường tích trữ trong tụ điện và có biểu thức

* Chúng ta có:

* Gọi ω’, T’, f’, φ’ lần lượt là tần số góc, chu kì, pha ban đầu của năng lượng điện trường, ta có: ω’ = 2ω; T’ = T/2; f’ = 2f, φ’ = 2φ.

2. Năng lượng từ trường được tích trữ trong cuộn cảm và có biểu thức

* Chúng ta có:

* Gọi ω’, T’, f’, φ’ lần lượt là tần số góc, chu kì và pha ban đầu của năng lượng từ trường: ω’ = 2ω; T’ = T/2; f’ = 2f, φ’ = 2φ + –π => WL cùng pha với WC.

3. Năng lượng điện từ trong mạch LC bằng tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường: W = WCŨ + W

4. Công thức suy luận liên quan:

* Để tính giá trị tức thời (u, i) ta dựa vào phương trình bảo toàn cơ năng:

* Để tính các giá trị tức thời (i, q) ta dựa vào hệ thức:

* Khi WC = nW ĐỀ XUẤT Ta có:

* Khi WL = nWCŨ Ta có:

bài tập liên quan

Bài 1: Trong mạch dao động lí tưởng gồm tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần độ tự cảm L đang có dao động điện từ tự do. Biết hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ điện là U. Khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là U/2 thì cường độ dòng điện trong mạch bằng U/2.

Dạy

Đã chọn.

Bài 2:

Mạch dao động LC gồm tụ điện C = 6μF và cuộn cảm thuần. Biết rằng giá trị lớn nhất của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là U0 = 14V. Tại thời điểm hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là u = 8V thì năng lượng từ trường trong mạch là

A.WL = 588μJ.

B. WL = 396μJ.

C. WL = 39,6μJ.

D. WL = 58,8μJ.

Dạy

Chọn C

Bảo toàn năng lượng cho ta:

Thay số vào ta được năng lượng từ trường của mạch là:

Bài 3: Một mạch dao động điện từ LC, có điện trở thuần không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số f. Phát biểu nào sau đây là sai? Năng lượng điện từ

A. bằng năng lượng từ trường cực đại.

B. không đổi.

C. biến thiên tuần hoàn với tần số f.

D. bằng năng lượng điện trường cực đại.

Hướng dẫn

Chọn C

Năng lượng điện từ trong mạch:

Như vậy, trong mạch dao động LC lí tưởng, năng lượng của mạch được bảo toàn. C là sai.

Bài 4: Nếu điện tích trên tụ điện của mạch LC biến thiên theo công thức q = Qcos(ωt) C. Tìm biểu thức không đúng trong các biểu thức năng lượng của mạch LC sau?

A. Năng lượng điện trường

B. Năng lượng từ trường

C. Năng lượng dao động:

D. Năng lượng dao động:

Hướng dẫn

Chọn B

B sai vì i nhanh hơn q một góc /2 nên

Bài 5: Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ điện biến thiên với chu kỳ T. Năng lượng điện trường trong tụ điện

A. biến thiên tuần hoàn với chu kì T .

B. biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2.

C. dao động tuần hoàn với chu kì 2T.

D. không đổi theo thời gian.

Dạy

Chọn B

Năng lượng điện trường tích trữ trong tụ điện có biểu thức

* Gọi ω’, T’, f’, φ’ lần lượt là tần số góc, chu kì và pha ban đầu của năng lượng điện trường, năng lượng điện trường biến thiên tuần hoàn với: ω’ = 2ω; T’ = T/2; f’ = 2f, φ’ = 2φ.

Đăng bởi: Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12 , Vật lý 12

Bạn thấy bài viết Công thức tính năng lượng điện từ có giải quyết được vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu chưa hãy góp ý thêm cho bài viết nhé. Công thức tính năng lượng điện từ bên dưới để https://vietabinhdinh.edu.vn/ chỉnh sửa & hoàn thiện nội dung tốt hơn phục vụ bạn đọc! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website của trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Nhớ để nguồn bài viết này: Công thức tính năng lượng điện từ của website vietabinhdinh.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục