Năng lượng điện từ

Năng lượng điện trường $ {{W}_{C}}=\dfrac{C{{u}^{2}}}{2}=\dfrac{qu}{2}=\dfrac{{{q}^{2}}}{2C} $

Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn với tần số 2f

Năng lượng điện từ luôn bảo toàn. 

Năng lượng dao động điện từ là một đại lượng không đổi. Do đó đáp án "Năng lượng điện từ biến đổi với tần số f/2." là không đúng.

Năng lượng từ trường trong cuộn dây thuần cảm L biến thiên điều hoà với chu kỳ T’ có giá trị bằng: $ T'=\dfrac{T}{2}=\dfrac{{{4.10}^{-2}}}{2}={{2.10}^{-2}}\left( s \right) $

Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến đổi tuần hoàn với cùng một tần số chung: $ f'=2f $ với f là tần số dao động riêng của mạch.

Trong mạch dao động LC có điện trở thuần bằng không thì:

Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn dây, cả hai biến thiên với chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động riêng của mạch.

Năng lượng điện tập chung ở tụ điện, năng lượng từ tập trung ở cuộn cảm.

Năng lượng của mạch dao động luôn được bảo toàn.

Tần số góc của mạch dao động là $ \omega =\dfrac{1}{\sqrt{LC}}. $

Năng lượng điện và năng lượng từ biến thiên tuần hoàn với tần số góc $ \omega '=2\omega $ .

Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ điện biến thiên với chu kỳ T thì năng lượng điện trường ở tụ điện biến thiên tuần hoàn với chu kì T/2

Trong mạch dao động điện từ LC, điện tích trên tụ điện biến thiên với chu kỳ T. Năng lượng điện trường ở tụ điện có biểu thức: $ {{W}_{C}}=\dfrac{C{{u}^{2}}}{2}=\dfrac{qu}{2}=\dfrac{{{q}^{2}}}{2C}=\dfrac{Q_{o}^{2}}{2C}{{\cos }^{2}}\omega t=\dfrac{Q_{o}^{2}}{4C}\left( 1+\cos 2\omega t \right). $

Nên $ {{\text{W}}_{c}} $ biến thiên tuần hoàn tần số góc $ 2\omega $ , do đó chu kì biến thiên là $ \dfrac{T}{2} $ .

Năng lượng điện trường trong tụ điện C biến thiên tuần hoàn với tần số f’có giá trị bằng: $ f'=2f=100Hz $

Năng lượng điện từ: $ \text{W}={{W}_{d}}+{{\text{W}}_{t}}={{\text{W}}_{{{d}_{\text{max}}}}}={{\text{W}}_{{{t}_{\max }}}}=const $

Khi cường độ dòng điện trong mạch dao động lí tưởng biến đổi với tần số f thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên với tần số 2f.

Năng lượng dao động điện từ trong mạch là:

$ W={{\text{W}}_{{{C}_{\max }}}}=\dfrac{1}{2}\dfrac{q_{0}^{2}}{C}=\dfrac{1}{2}.\dfrac{{{\left( {{8.10}^{-5}} \right)}^{2}}}{{{5.10}^{-6}}}=6,{{4.10}^{-4}}\left( J \right) $

Trang 106 SGK Vật lí 12 : Tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn.

Câu sai : Năng lượng điện và năng lượng từ luôn bảo toàn vì tổng năng lượng điện và năng lượng từ mới bảo toàn, còn năng lượng điện và năng lượng từ luôn biến thiên điều hòa theo thời gian

Bảo toàn năng lượng cho ta:

$ \begin{array}{l} \dfrac{1}{2}C{{u}^{2}}+\dfrac{1}{2}L{{i}^{2}}=\dfrac{1}{2}LI_{o}^{2}\Leftrightarrow C{{u}^{2}}=L\left( I_{o}^{2}-{{i}^{2}} \right) \\ \Rightarrow \left( I_{o}^{2}-{{i}^{2}} \right)\dfrac{L}{C}={{u}^{2}} \end{array} $

Năng lượng điện từ: $ \text{W}={{W}_{d}}+{{\text{W}}_{t}}={{\text{W}}_{{{d}_{\text{max}}}}}+{{\text{W}}_{{{t}_{\max }}}}=const $