Chương 6 của Vật Lý 12 xoay quanh dao động điện từ, một phần kiến thức quan trọng và phức tạp. Nắm vững các công thức là chìa khóa để giải quyết các bài toán liên quan đến mạch LC, dao động tắt dần, dao động duy trì và cộng hưởng điện. Bài viết này sẽ tổng hợp các công thức quan trọng trong chương 6, giúp bạn học tập hiệu quả hơn.
Đầu tiên, ta cần nắm vững công thức tính tần số góc và chu kỳ của mạch dao động LC lý tưởng: ω = 1/√(LC) và T = 2π√(LC). Trong đó, ω là tần số góc, T là chu kỳ riêng, L là độ tự cảm của cuộn dây và C là điện dung của tụ điện. Hai đại lượng này là nền tảng để tính toán các đại lượng khác trong mạch dao động.
Năng lượng trong mạch dao động LC được bảo toàn và chuyển đổi liên tục giữa năng lượng điện trường của tụ điện và năng lượng từ trường của cuộn dây. Công thức năng lượng toàn phần của mạch dao động là W = 1/2LI² + 1/2CU² = 1/2LI₀² = 1/2CU₀², trong đó I và U là cường độ dòng điện và hiệu điện thế tức thời, I₀ và U₀ là cường độ dòng điện và hiệu điện thế cực đại.
Tiếp theo, ta tìm hiểu về dao động điện tắt dần. Trong thực tế, mạch dao động luôn có điện trở, dẫn đến sự tiêu hao năng lượng. Độ giảm biên độ dao động sau mỗi chu kỳ được đặc trưng bởi hệ số tắt dần. Công thức tính năng lượng dao động tắt dần sau thời gian t là W = W₀e^(-2γt) với γ là hệ số tắt dần.
Dao động duy trì là dao động được cung cấp năng lượng bù đắp phần năng lượng bị mất mát do điện trở, giúp duy trì biên độ dao động. Tần số của dao động duy trì bằng tần số riêng của mạch dao động. Mạch dao động duy trì được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử.
Cuối cùng, ta đến với hiện tượng cộng hưởng điện. Cộng hưởng xảy ra khi tần số của ngoại lực cưỡng bức bằng tần số riêng của mạch. Khi đó, biên độ dao động đạt giá trị cực đại. Công thức tần số cộng hưởng f = 1/(2π√(LC)) giúp xác định tần số mà tại đó hiện tượng cộng hưởng xảy ra. Hiểu rõ về cộng hưởng điện rất quan trọng trong việc thiết kế và vận hành các mạch điện.