Câu hỏi 1: Mạch dao động LC là gì?
Mạch dao động LC là một mạch điện tử gồm một cuộn cảm (L) và một tụ điện (C) được kết nối với nhau. Mạch này có khả năng lưu trữ năng lượng dao động giữa điện trường của tụ điện và từ trường của cuộn cảm.
Câu hỏi 2: Bước sóng điện từ của mạch dao động LC được tính như thế nào?
Bước sóng điện từ (λ) của mạch dao động LC được tính theo công thức: λ = 2πc√(LC), trong đó:
- λ là bước sóng điện từ (m)
- c là tốc độ ánh sáng (xấp xỉ 3×10^8 m/s)
- L là độ tự cảm của cuộn cảm (H)
- C là điện dung của tụ điện (F)
Câu hỏi 3: Bài toán về mạch dao động LC với L và C thay đổi được.
Một mạch dao động LC lí tưởng có L và C thay đổi được. Ban đầu mạch thu được sóng điện từ có λ = 60 m. Nếu giữ nguyên L và tăng C thêm 6 pF thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 120m. Nếu giảm C đi 1 pF và tăng L lên 18 lần thì mạch thu được sóng điện từ có bước sóng là bao nhiêu?
Câu trả lời:
Gọi L1 và C1 là độ tự cảm và điện dung ban đầu của mạch. Ta có:
λ1 = 2πc√(L1C1) = 60m
Khi tăng C thêm 6pF, ta có C2 = C1 + 6pF và λ2 = 120m. Vậy:
λ2 = 2πc√(L1C2) = 2πc√(L1(C1 + 6.10^-12)) = 120m
Từ λ1 và λ2, ta có: λ2/λ1 = √((C1 + 6.10^-12)/C1) = 120/60 = 2
=> (C1 + 6.10^-12)/C1 = 4 => C1 = 2.10^-12 F = 2pF
Khi giảm C đi 1pF và tăng L lên 18 lần, ta có C3 = C1 – 1pF = 1pF và L3 = 18L1. Bước sóng mới λ3 được tính như sau:
λ3 = 2πc√(L3C3) = 2πc√(18L1 * 1.10^-12)
Vì λ1 = 2πc√(L1C1) = 2πc√(L1 * 2.10^-12) = 60m, nên:
λ3 = √(18/2) λ1/√(2/1)= 3λ1 = 3 60 = 180m
Vậy bước sóng mới là 180m.
Câu hỏi 4: Ứng dụng của mạch dao động LC?
Mạch dao động LC có nhiều ứng dụng trong thực tế, ví dụ như:
- Trong các mạch tạo dao động của máy phát sóng vô tuyến.
- Trong các mạch lọc tần số để chọn lọc tín hiệu mong muốn.
- Trong các mạch cộng hưởng để tăng cường tín hiệu ở một tần số cụ thể.
Câu hỏi 5: Các yếu tố ảnh hưởng đến bước sóng điện từ của mạch dao động LC?
Bước sóng điện từ của mạch dao động LC phụ thuộc vào độ tự cảm (L) của cuộn cảm và điện dung (C) của tụ điện. Tăng L hoặc C sẽ làm tăng bước sóng, và ngược lại.
Nguyễn Lân Tuất là nhà khoa học người Việt Nam trong lĩnh vực vật liệu tiên tiến, hiện đang làm việc tại Đức (wiki). Ông xuất thân từ dòng họ Nguyễn Lân, gia đình có truyền thống hiếu học. Với nhiều năm nghiên cứu và giảng dạy, ông đã đóng góp quan trọng trong công nghệ vật liệu, đặc biệt là màng mỏng và vật liệu chức năng, với các ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp và khoa học.