Sự biến thiên điện tích, điện áp và cường độ dòng điện trong một mạch LC – HocHay

• Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp với một tụ điện có điện dung C thành một mạch điện kín gọi là mạch dao động.
• Nếu điện trở của mạch rất nhỏ coi như bằng không thì mạch là một mạch dao động lí tưởng.
• Muốn cho mạch dao động hoạt động thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay chiều trong mạch. 
• Người ta sử dụng điện áp xoay chiều được tạo ra giữa hai bản tụ điện bằng cách nối hai bản này với mạch ngoài.

• Điện tích tức thời của tụ:

q=Q0cos(ωt+φq)

Với Q0: điện tích cực đại của tụ

Chú ý: Khi t = 0:

– Nếu q đang tăng (tụ điện đang tích điện) thì φq<0

– Nếu q đang giảm (tụ điện đang phóng điện) thì φq>0

• Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ của mạch LC:

u=qC=U0cos(ωt+φu)

Với U0: hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ

Chú ý: φu=φq

Khi t = 0:

– Nếu u đang tăng thì φu<0.

– Nếu u đang giảm thì φu>0.

• Cường độ dòng diện qua cuộn dây:

i=q′=−ωQ0.sin(ωt+φ)

Với I0=ωQ0=ωCU0

hay 

i=I0.cos(ωt+φq+π2)

Với: I0: cường độ dòng điện cực đại

Chú ý: Khi t = 0:

– Nếu i đang tăng thì φi<0.

– Nếu i đang giảm thì φi>0.

Kết luận: Vậy trong mạch q, u, i luôn biến thiên điều hoà cùng tần số nhưng lệch pha nhau:

• q, u cùng pha nhau
• i sớm pha hơn u, q một góc π2 nên ta có:

(uU0)2+(iI0)2=1

hoặc

(qQ0)2+(iI0)2=1

• Tần số góc riêng của mạch dao động LC:

ω=1LC

• Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động LC:

T=2πω=2π.LC

f=ω2π=12π.LC

Trong đó: 

L: Độ tự cảm của cuộn cảm

C: Điện dung của tụ