Định luật Newton
sửa
Các định luật về Chuyển động của Newton là một hệ thống gồm 3 định luật đặt nền móng cơ bản cho cơ học cổ điển.
F = 0
Không có lực tương tác , không có chuyển động
Vật sẽ đứng yên
F≠ 0
Lực tương tác với vật làm cho vật di chuyển tạo ra chuyển động
Vật sẽ di chuyển
Σ F = 0
Tổng lực trên vật bằng không, vật ở trạng thái cân bằng
Vật ở trạng thái cân bằng
Lực và chuyển động
sửa
Điện tử
sửa
Linh kiện điện tử
sửa
Điện nguồn
sửa
Điện DC
I
=
Q
t
{\displaystyle I={\frac {Q}{t}}}
Q
=
I
t
{\displaystyle Q=It}
V
=
W
Q
{\displaystyle V={\frac {W}{Q}}}
W
=
Q
V
{\displaystyle W=QV}
E
=
W
t
=
Q
V
t
=
I
V
{\displaystyle E={\frac {W}{t}}={\frac {QV}{t}}=IV}
Điện AC
i
(
t
)
=
d
d
t
Q
(
t
)
{\displaystyle i(t)={\frac {d}{dt}}Q(t)}
Q
(
t
)
=
∫
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle Q(t)=\int i(t)dt}
v
(
t
)
=
W
(
t
)
Q
(
t
)
{\displaystyle v(t)={\frac {W(t)}{Q(t)}}}
W
(
t
)
=
∫
v
(
t
)
Q
(
t
)
=
∫
v
(
t
)
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle W(t)=\int v(t)Q(t)=\int v(t)i(t)dt}
E
(
t
)
=
d
d
t
W
(
t
)
=
d
d
t
∫
i
(
t
)
v
(
t
)
d
t
{\displaystyle E(t)={\frac {d}{dt}}W(t)={\frac {d}{dt}}\int i(t)v(t)dt}
Điện trở
sửa
Phản ứng điện DC
Điện trở kháng của điện trở được tính theo Định luật Ohm
R
=
V
I
=
ρ
l
A
=
1
G
{\displaystyle R={\frac {V}{I}}=\rho {\frac {l}{A}}={\frac {1}{G}}}
G
=
I
V
=
1
R
=
σ
A
l
=
1
G
{\displaystyle G={\frac {I}{V}}={\frac {1}{R}}=\sigma {\frac {A}{l}}={\frac {1}{G}}}
Điện thế của điện trở được tính theo Định luật Volt
V
=
I
R
{\displaystyle V=IR}
Dòng điện của điện trở được tính theo Định luật Ampere
I
=
V
R
{\displaystyle I={\frac {V}{R}}}
Phản ứng điện AC
Điện thế, Dòng điện, Năng lượng, Điện ứng, Điện kháng
v
(
t
)
=
∫
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle v(t)=\int i(t)dt}
i
(
t
)
=
d
d
t
v
(
t
)
{\displaystyle i(t)={\frac {d}{dt}}v(t)}
p
(
t
)
=
v
(
t
)
i
(
t
)
{\displaystyle p(t)=v(t)i(t)}
X
R
=
v
(
t
)
i
(
t
)
=
0
{\displaystyle X_{R}={\frac {v(t)}{i(t)}}=0}
Z
R
=
R
+
X
R
=
R
∠
0
=
R
=
r
{\displaystyle Z_{R}=R+X_{R}=R\angle 0=R=r}
Điện từ cảm, từ dung của Điện trở
B
=
L
i
=
μ
2
π
r
i
{\displaystyle B=Li={\frac {\mu }{2\pi r}}i}
L
=
B
L
=
μ
2
π
r
{\displaystyle L={\frac {B}{L}}={\frac {\mu }{2\pi r}}}
Năng lượng điện nhiệt sản sinh trong Điện trở
W
i
=
i
2
R
(
T
)
{\displaystyle W_{i}=i^{2}R(T)}
R
(
T
)
=
R
o
+
n
T
{\displaystyle R(T)=R_{o}+nT}
Với mọi vật dẩn điện
R
(
T
)
=
R
o
+
e
n
T
{\displaystyle R(T)=R_{o}+e^{nT}}
Với mọi vật bán dẩn điện
Năng lượng điện nguồn
W
v
=
i
v
{\displaystyle W_{v}=iv}
Năng lượng điện truyền qua điện trở
W
R
=
W
v
−
W
i
=
i
v
−
i
2
R
(
T
)
=
i
[
v
−
i
R
(
T
)
]
{\displaystyle W_{R}=W_{v}-W_{i}=iv-i^{2}R(T)=i[v-iR(T)]}
Năng lượng điện nhiệt phóng xạ của điện trở vào môi trường xung quanh
W
e
=
p
v
=
m
C
Δ
T
{\displaystyle W_{e}=pv=mC\Delta T}
v
=
m
C
Δ
T
p
{\displaystyle v=m{\frac {C\Delta T}{p}}}
C
=
p
v
m
Δ
T
{\displaystyle C=p{\frac {v}{m\Delta T}}}
m
=
p
C
Δ
T
v
=
p
λ
{\displaystyle m=p{\frac {C\Delta T}{v}}=p\lambda }
p
=
m
v
C
Δ
T
=
m
λ
{\displaystyle p=m{\frac {v}{C\Delta T}}={\frac {m}{\lambda }}}
λ
=
m
p
=
C
Δ
T
v
{\displaystyle \lambda ={\frac {m}{p}}={\frac {C\Delta T}{v}}}
Tụ điện
sửa
Phản ứng điện DC
Q
=
C
V
{\displaystyle Q=CV}
V
=
Q
C
{\displaystyle V={\frac {Q}{C}}}
C
=
Q
V
=
ϵ
A
l
{\displaystyle C={\frac {Q}{V}}=\epsilon {\frac {A}{l}}}
Phản ứng điện AC
Điện thế, Dòng điện, Điện ứng, Điện kháng
v
(
t
)
=
1
C
∫
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle v(t)={\frac {1}{C}}\int i(t)dt}
i
(
t
)
=
C
d
d
t
v
(
t
)
{\displaystyle i(t)=C{\frac {d}{dt}}v(t)}
X
R
=
v
(
t
)
i
(
t
)
=
1
ω
C
∠
−
90
=
1
j
ω
C
=
1
s
C
{\displaystyle X_{R}={\frac {v(t)}{i(t)}}={\frac {1}{\omega C}}\angle -90={\frac {1}{j\omega C}}={\frac {1}{sC}}}
Z
R
=
R
+
X
C
=
R
∠
0
+
1
ω
C
∠
−
90
=
R
+
1
j
ω
C
=
R
+
1
s
C
{\displaystyle Z_{R}=R+X_{C}=R\angle 0+{\frac {1}{\omega C}}\angle -90=R+{\frac {1}{j\omega C}}=R+{\frac {1}{sC}}}
Cuộn từ
sửa
Phản ứng điện DC
Dòng điện, Điện từ cảm, Từ dung
I
=
B
L
{\displaystyle I={\frac {B}{L}}}
B
=
L
I
{\displaystyle B=LI}
L
=
B
I
=
N
μ
l
{\displaystyle L={\frac {B}{I}}={\frac {N\mu }{l}}}
Phản ứng điện AC
Điện thế, Dòng điện, Điện ứng, Điện kháng
v
(
t
)
=
L
d
d
t
i
(
t
)
{\displaystyle v(t)=L{\frac {d}{dt}}i(t)}
i
(
t
)
=
1
L
∫
i
(
v
)
d
t
{\displaystyle i(t)={\frac {1}{L}}\int i(v)dt}
X
L
=
v
(
t
)
i
(
t
)
=
ω
L
∠
90
=
j
ω
L
=
s
L
{\displaystyle X_{L}={\frac {v(t)}{i(t)}}=\omega L\angle 90=j\omega L=sL}
Z
L
=
R
+
X
L
=
R
∠
0
+
ω
L
∠
90
=
R
+
j
ω
L
=
R
+
s
L
{\displaystyle Z_{L}=R+X_{L}=R\angle 0+\omega L\angle 90=R+j\omega L=R+sL}
Điện cảm ứng từ, Điện từ nhiểm, Lực điện từ
B
=
L
i
=
N
μ
l
i
{\displaystyle B=Li={\frac {N\mu }{l}}i}
L
=
B
i
=
N
μ
l
{\displaystyle L={\frac {B}{i}}={\frac {N\mu }{l}}}
ϕ
=
B
=
L
i
{\displaystyle \phi =B=Li}
ϵ
=
d
d
t
ϕ
=
d
d
t
L
i
=
L
d
d
t
i
{\displaystyle \epsilon ={\frac {d}{dt}}\phi ={\frac {d}{dt}}Li=L{\frac {d}{dt}}i}
−
ϕ
=
−
N
B
=
−
N
L
i
{\displaystyle -\phi =-NB=-NLi}
−
ϵ
=
−
d
d
t
ϕ
=
−
d
d
t
N
L
i
=
N
L
d
d
t
i
{\displaystyle -\epsilon =-{\frac {d}{dt}}\phi =-{\frac {d}{dt}}NLi=NL{\frac {d}{dt}}i}
H
=
B
μ
=
B
μ
=
N
i
l
{\displaystyle H={\frac {B}{\mu }}={\frac {B}{\mu }}={\frac {Ni}{l}}}
F
=
B
l
=
N
μ
l
i
=
N
μ
i
{\displaystyle F=Bl={\frac {N\mu }{l}}i=N\mu i}
Phương trình vector dao động điện từ
∇
⋅
E
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot E=0}
∇
×
E
=
−
1
T
E
{\displaystyle \nabla \times E=-{\frac {1}{T}}E}
∇
⋅
B
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot B=0}
∇
×
B
=
−
1
T
B
{\displaystyle \nabla \times B=-{\frac {1}{T}}B}
T
=
μ
ϵ
{\displaystyle T=\mu \epsilon }
Phương trình và hàm số Sóng điện từ
∇
2
E
=
−
β
E
{\displaystyle \nabla ^{2}E=-\beta E}
∇
2
B
=
−
β
B
{\displaystyle \nabla ^{2}B=-\beta B}
β
=
1
T
{\displaystyle \beta ={\sqrt {\frac {1}{T}}}}
E
=
A
S
i
n
ω
t
{\displaystyle E=ASin\omega t}
B
=
A
S
i
n
ω
t
{\displaystyle B=ASin\omega t}
ω
=
λ
f
=
1
T
=
C
{\displaystyle \omega =\lambda f={\sqrt {\frac {1}{T}}}=C}
T
=
μ
ϵ
{\displaystyle T=\mu \epsilon }
Điện nhiệt từ
W
i
=
∫
B
d
i
=
∫
L
i
d
i
=
1
2
L
i
2
{\displaystyle W_{i}=\int Bdi=\int Lidi={\frac {1}{2}}Li^{2}}
W
e
=
p
v
=
p
ω
=
p
1
μ
ϵ
=
C
=
p
λ
f
=
h
f
{\displaystyle W_{e}=pv=p\omega =p{\sqrt {\frac {1}{\mu \epsilon }}}=C=p\lambda f=hf}
Lượng tử
h
=
p
λ
{\displaystyle h=p\lambda }
p
=
h
λ
{\displaystyle p={\frac {h}{\lambda }}}
λ
=
h
p
=
C
f
{\displaystyle \lambda ={\frac {h}{p}}={\frac {C}{f}}}
Phương trình Maxwell điện từ nhiểm
∇
⋅
D
=
ρ
{\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {D} =\rho }
∮
S
D
⋅
d
A
=
∫
V
ρ
d
V
{\displaystyle \oint _{S}\mathbf {D} \cdot d\mathbf {A} =\int _{V}\rho dV}
∇
⋅
B
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot \mathbf {B} =0}
∮
S
B
⋅
d
A
=
0
{\displaystyle \oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {A} =0}
∇
×
E
=
−
∂
B
∂
t
{\displaystyle \nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}}
∮
C
E
⋅
d
l
=
−
d
d
t
∫
S
B
⋅
d
A
{\displaystyle \oint _{C}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {l} =-\ {d \over dt}\int _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {A} }
∇
×
H
=
J
+
∂
D
∂
t
{\displaystyle \nabla \times \mathbf {H} =\mathbf {J} +{\frac {\partial \mathbf {D} }{\partial t}}}
∮
C
H
⋅
d
l
=
∫
S
J
⋅
d
A
+
d
d
t
∫
S
D
⋅
d
A
{\displaystyle \oint _{C}\mathbf {H} \cdot d\mathbf {l} =\int _{S}\mathbf {J} \cdot d\mathbf {A} +{d \over dt}\int _{S}\mathbf {D} \cdot d\mathbf {A} }
Mạch điện điện tử
sửa
Mạch điện điện trở
sửa
Mạch điện RL
sửa
Mạch điện RC
sửa
Mạch điện LC
sửa
Mạch điện RLC nối tiếp
sửa
Mạch điện RLC nối tiếp có khả năng tạo ra dao động sóng điện
Mạch điện với R≠0
Ỏ trạng thái cân bằng
V
L
+
V
C
+
V
R
=
0
{\displaystyle V_{L}+V_{C}+V_{R}=0}
L
d
2
i
d
t
2
+
1
C
∫
i
d
t
+
i
R
=
0
{\displaystyle L{\frac {d^{2}i}{dt^{2}}}+{\frac {1}{C}}\int idt+iR=0}
d
2
i
d
t
2
+
R
L
d
i
d
t
+
1
L
C
i
=
0
{\displaystyle {\frac {d^{2}i}{dt^{2}}}+{\frac {R}{L}}{\frac {di}{dt}}+{\frac {1}{LC}}i=0}
d
2
d
t
2
i
+
R
2
L
d
i
d
t
i
+
1
L
C
i
=
0
{\displaystyle {\frac {d^{2}}{dt^{2}}}i+{\frac {R}{2L}}{\frac {di}{dt}}i+{\frac {1}{LC}}i=0}
s
2
i
+
2
α
s
i
+
β
i
=
0
{\displaystyle s^{2}i+2\alpha si+\beta i=0}
Nghiệm phương trình
Một nghiệm thực .
α
=
β
{\displaystyle \alpha =\beta }
.
i
=
A
e
−
α
t
=
A
(
α
)
{\displaystyle i=Ae^{-\alpha t}=A(\alpha )}
Hai nghiệm thực .
α
>
β
{\displaystyle \alpha >\beta }
.
i
=
A
e
(
−
α
±
λ
)
t
=
A
(
α
)
e
α
t
+
A
(
α
)
e
−
α
t
{\displaystyle i=Ae^{(-\alpha \pm \lambda )t}=A(\alpha )e^{\alpha t}+A(\alpha )e^{-\alpha t}}
Hai nghiệm phức .
α
<
β
{\displaystyle \alpha <\beta }
.
i
=
A
e
(
−
α
±
j
ω
)
t
=
A
(
α
)
sin
ω
t
{\displaystyle i=Ae^{(-\alpha \pm j\omega )t}=A(\alpha )\sin \omega t}
A
(
α
)
=
A
e
−
α
t
{\displaystyle A(\alpha )=Ae^{-\alpha t}}
ω
=
β
−
α
{\displaystyle \omega ={\sqrt {\beta -\alpha }}}
λ
=
α
−
β
{\displaystyle \lambda ={\sqrt {\alpha -\beta }}}
β
=
1
T
=
1
L
C
{\displaystyle \beta ={\frac {1}{T}}={\frac {1}{LC}}}
α
=
β
γ
=
R
2
L
{\displaystyle \alpha =\beta \gamma ={\frac {R}{2L}}}
T
=
L
C
{\displaystyle T=LC}
γ
=
R
C
{\displaystyle \gamma =RC}
Ở trạng thái đồng bộ
R,C,L≠0
Z
L
+
Z
C
+
Z
R
=
R
{\displaystyle Z_{L}+Z_{C}+Z_{R}=R}
Z
L
+
Z
C
=
0
{\displaystyle Z_{L}+Z_{C}=0}
Z
C
=
−
Z
L
{\displaystyle Z_{C}=-Z_{L}}
.
Z
t
=
R
{\displaystyle Z_{t}=R}
i
(
ω
=
0
)
=
0
{\displaystyle i(\omega =0)=0}
i
(
ω
=
ω
o
)
=
v
R
{\displaystyle i(\omega =\omega _{o})={\frac {v}{R}}}
i
(
ω
=
00
)
=
0
{\displaystyle i(\omega =00)=0}
ω
o
=
1
T
{\displaystyle \omega _{o}={\sqrt {\frac {1}{T}}}}
T
=
L
C
{\displaystyle T=LC}
Mạch điện với R=0
Với R=0 mạch điện RLC nối tiếp trở thành mạch điện LC nối tiếp
Ở trạng thái cân bằng
V
L
+
V
C
=
0
{\displaystyle V_{L}+V_{C}=0}
L
d
2
i
d
t
2
+
1
C
∫
i
d
t
=
0
{\displaystyle L{\frac {d^{2}i}{dt^{2}}}+{\frac {1}{C}}\int idt=0}
d
2
i
d
t
2
+
1
L
C
i
=
0
{\displaystyle {\frac {d^{2}i}{dt^{2}}}+{\frac {1}{LC}}i=0}
s
2
+
1
T
=
0
{\displaystyle s^{2}+{\frac {1}{T}}=0}
s
=
−
1
T
=
±
j
1
T
=
±
j
ω
{\displaystyle s={\sqrt {-{\frac {1}{T}}}}=\pm j{\sqrt {\frac {1}{T}}}=\pm j\omega }
i
(
t
)
=
A
e
s
t
=
A
e
±
j
ω
t
=
A
sin
ω
t
{\displaystyle i(t)=Ae^{st}=Ae^{\pm j\omega t}=A\sin \omega t}
ω
=
1
T
{\displaystyle \omega ={\sqrt {\frac {1}{T}}}}
T
=
L
C
{\displaystyle T=LC}
Ở trạng thái đồng bộ
Z
C
=
−
Z
L
{\displaystyle Z_{C}=-Z_{L}}
.
V
C
=
−
V
L
{\displaystyle V_{C}=-V_{L}}
v
(
θ
)
=
A
sin
(
ω
o
t
+
2
π
)
−
A
sin
(
ω
o
t
−
2
π
)
{\displaystyle v(\theta )=A\sin(\omega _{o}t+2\pi )-A\sin(\omega _{o}t-2\pi )}
ω
o
=
±
j
1
T
{\displaystyle \omega _{o}=\pm j{\sqrt {\frac {1}{T}}}}
T
=
L
C
{\displaystyle T=LC}
Mạch điện với L=0
Với L=0 mạch điện RLC nối tiếp trở thành mạch điện RC nối tiếp
Ở trạng thái cân bằng
v
C
+
v
R
=
0
{\displaystyle v_{C}+v_{R}=0}
C
d
v
d
t
+
v
R
=
0
{\displaystyle C{\frac {dv}{dt}}+{\frac {v}{R}}=0}
d
v
d
t
+
1
R
C
v
=
0
{\displaystyle {\frac {dv}{dt}}+{\frac {1}{RC}}v=0}
s
+
1
T
=
0
{\displaystyle s+{\frac {1}{T}}=0}
s
=
−
1
T
=
−
α
{\displaystyle s=-{\frac {1}{T}}=-\alpha }
v
(
t
)
=
A
e
s
t
=
A
e
−
α
t
{\displaystyle v(t)=Ae^{st}=Ae^{-\alpha t}}
α
=
1
T
{\displaystyle \alpha ={\frac {1}{T}}}
T
=
R
C
{\displaystyle T=RC}
Mạch điện với C=0
Với C=0 mạch điện RLC nối tiếp trở thành mạch điện RL nối tiếp
Ở trạng thái cân bằng
v
L
+
v
R
=
0
{\displaystyle v_{L}+v_{R}=0}
L
d
i
d
t
+
i
R
=
0
{\displaystyle L{\frac {di}{dt}}+iR=0}
d
i
d
t
+
R
L
i
=
0
{\displaystyle {\frac {di}{dt}}+{\frac {R}{L}}i=0}
s
+
1
T
=
0
{\displaystyle s+{\frac {1}{T}}=0}
s
=
−
1
T
=
−
α
{\displaystyle s=-{\frac {1}{T}}=-\alpha }
i
(
t
)
=
A
e
s
t
=
A
e
.
−
α
t
{\displaystyle i(t)=Ae^{st}=Ae^{.-\alpha t}}
α
=
1
T
{\displaystyle \alpha ={\frac {1}{T}}}
T
=
L
R
{\displaystyle T={\frac {L}{R}}}
Mạch điện điốt
sửa
Mạch điện transistor
sửa
Mạch điện IC
sửa
Mạch Điện IC741
V
o
V
i
{\displaystyle {\frac {V_{o}}{V_{i}}}}
Chức năng
V
o
u
t
=
−
V
i
n
(
R
f
R
1
)
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-V_{\mathrm {in} }\left({R_{f} \over R_{1}}\right)}
Khuếch Đại Điện Âm
V
o
u
t
=
V
i
n
(
1
+
R
2
R
1
)
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {in} }\left(1+{R_{2} \over R_{1}}\right)}
Khuếch Đại Điện Dương
V
o
u
t
=
V
i
n
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {in} }\!\ }
Dẩn Điện
V
o
u
t
=
−
R
f
(
V
1
R
1
+
V
2
R
2
+
⋯
+
V
n
R
n
)
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-R_{\mathrm {f} }\left({V_{1} \over R_{1}}+{V_{2} \over R_{2}}+\cdots +{V_{n} \over R_{n}}\right)}
Khuếch Đại Tổng
V
o
u
t
=
∫
0
t
−
V
i
n
R
C
d
t
+
V
i
n
i
t
i
a
l
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=\int _{0}^{t}-{V_{\mathrm {in} } \over RC}\,dt+V_{\mathrm {initial} }}
Khuếch Đại Tích Phân
V
o
u
t
=
−
R
C
(
d
V
i
n
d
t
)
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-RC\left({dV_{\mathrm {in} } \over dt}\right)}
Khuếch Đại Đạo Hàm
Hysteresis from
−
R
1
R
2
V
s
a
t
{\displaystyle {\frac {-R_{1}}{R_{2}}}V_{sat}}
to
R
1
R
2
V
s
a
t
{\displaystyle {\frac {R_{1}}{R_{2}}}V_{sat}}
Schmitt trigger
L = RL RC
Từ Dung
R
i
n
=
−
R
3
R
1
R
2
{\displaystyle R_{\mathrm {in} }=-R_{3}{\frac {R_{1}}{R_{2}}}}
Điện Trở Âm
v
o
u
t
=
−
V
γ
ln
(
v
i
n
I
S
⋅
R
)
{\displaystyle v_{\mathrm {out} }=-V_{\gamma }\ln \left({\frac {v_{\mathrm {in} }}{I_{\mathrm {S} }\cdot R}}\right)}
Khuếch Đại Logarit
v
o
u
t
=
−
R
I
S
e
v
i
n
V
γ
{\displaystyle v_{\mathrm {out} }=-RI_{\mathrm {S} }e^{v_{\mathrm {in} } \over V_{\gamma }}}
Khuếch Đại Lủy Thừa
Bộ phận điện tử
sửa
Bộ giảm điện
sửa
Bộ ổn điện
sửa
Bộ phận điện tử cho điện ổn ở tần số thời gian
Bộ phận điện tử
Lối mắc
Tính chất
Bộ lọc tần số thấp
v
o
v
2
=
1
j
ω
C
R
+
1
j
ω
C
=
1
1
+
j
ω
T
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{2}}}={\frac {\frac {1}{j\omega C}}{R+{\frac {1}{j\omega C}}}}={\frac {1}{1+j\omega T}}}
T
=
R
C
{\displaystyle T=RC}
ω
o
=
1
T
=
1
R
C
{\displaystyle \omega _{o}={\frac {1}{T}}={\frac {1}{RC}}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=v_{i}}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
2
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})={\frac {v_{i}}{2}}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=0}
Bộ lọc tần số thấp
v
o
v
2
=
R
R
=
j
ω
L
=
1
1
+
j
ω
T
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{2}}}={\frac {R}{R=j\omega L}}={\frac {1}{1+j\omega T}}}
T
=
L
R
{\displaystyle T={\frac {L}{R}}}
ω
o
=
1
T
=
R
L
{\displaystyle \omega _{o}={\frac {1}{T}}={\frac {R}{L}}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=v_{i}}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
2
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})={\frac {v_{i}}{2}}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=0}
Bộ lọc tần số cao
v
o
v
2
=
j
ω
T
1
+
j
ω
T
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{2}}}={\frac {j\omega T}{1+j\omega T}}}
T
=
R
C
{\displaystyle T=RC}
ω
o
=
1
T
=
1
R
C
{\displaystyle \omega _{o}={\frac {1}{T}}={\frac {1}{RC}}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=0}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
2
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})={\frac {v_{i}}{2}}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=v_{i}}
Bộ lọc tần số cao
v
o
v
2
=
j
ω
T
1
+
j
ω
T
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{2}}}={\frac {j\omega T}{1+j\omega T}}}
T
=
L
R
{\displaystyle T={\frac {L}{R}}}
ω
o
=
1
T
=
R
L
{\displaystyle \omega _{o}={\frac {1}{T}}={\frac {R}{L}}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=0}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
2
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})={\frac {v_{i}}{2}}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=v_{i}}
Bộ lọc băng tần
v
o
v
i
=
(
1
1
+
j
ω
T
L
)
(
j
ω
T
H
1
+
j
ω
H
)
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}=({\frac {1}{1+j\omega T_{L}}})({\frac {j\omega T_{H}}{1+j\omega _{H}}})}
T
L
=
L
R
{\displaystyle T_{L}={\frac {L}{R}}}
T
H
=
R
C
{\displaystyle T_{H}=RC}
ω
L
−
ω
H
=
R
L
−
1
R
C
{\displaystyle \omega _{L}-\omega _{H}={\frac {R}{L}}-{\frac {1}{RC}}}
Bộ lọc băng tần
v
o
v
i
=
(
1
1
+
j
ω
T
L
)
(
j
ω
T
H
1
+
j
ω
H
)
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}=({\frac {1}{1+j\omega T_{L}}})({\frac {j\omega T_{H}}{1+j\omega _{H}}})}
T
L
=
R
C
{\displaystyle T_{L}=RC}
T
H
=
L
R
{\displaystyle T_{H}={\frac {L}{R}}}
ω
L
−
ω
H
=
1
R
C
−
R
L
{\displaystyle \omega _{L}-\omega _{H}={\frac {1}{RC}}-{\frac {R}{L}}}
Bộ lọc băng tần chọn lựa
LC-R
v
o
v
i
=
R
R
+
j
ω
L
+
1
j
ω
C
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}={\frac {R}{R+j\omega L+{\frac {1}{j\omega C}}}}}
ω
=
ω
1
−
ω
2
{\displaystyle \omega =\omega _{1}-\omega _{2}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=0}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})=v_{i}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=0}
Bộ lọc băng tần chọn lựa
R-LC
v
o
v
i
=
j
ω
C
+
1
j
ω
L
R
+
j
ω
C
+
1
j
ω
L
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}={\frac {j\omega C+{\frac {1}{j\omega L}}}{R+j\omega C+{\frac {1}{j\omega L}}}}}
ω
=
ω
1
−
ω
2
{\displaystyle \omega =\omega _{1}-\omega _{2}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=0}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})=v_{i}}
v
o
(
ω
=
00
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=0}
Bộ lọc băng tần chọn lược
LC-R
v
o
v
i
=
R
R
+
j
ω
L
+
1
j
ω
C
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}={\frac {R}{R+j\omega L+{\frac {1}{j\omega C}}}}}
ω
=
ω
1
−
ω
2
{\displaystyle \omega =\omega _{1}-\omega _{2}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=v_{i}}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})=0}
v
o
(
ω
=
00
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=v_{i}}
Bộ lọc băng tần chọn lược
R-LC
v
o
v
i
=
j
ω
C
+
1
j
ω
L
R
+
j
ω
C
+
1
j
ω
L
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}={\frac {j\omega C+{\frac {1}{j\omega L}}}{R+j\omega C+{\frac {1}{j\omega L}}}}}
ω
=
ω
1
−
ω
2
{\displaystyle \omega =\omega _{1}-\omega _{2}}
v
o
(
ω
=
0
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =0)=v_{i}}
v
o
(
ω
=
ω
o
)
=
0
{\displaystyle v_{o}(\omega =\omega _{o})=0}
v
o
(
ω
=
00
)
=
v
i
{\displaystyle v_{o}(\omega =00)=v_{i}}
Bộ khuếch đại điện
sửa
Bộ phận điện tử
Khuếch đại điện âm
Khuếch đại điện dương
Trăng si tơ
v
o
v
i
=
1
−
(
R
2
R
2
+
R
1
)
(
R
3
R
4
)
{\displaystyle {\frac {v_{o}}{v_{i}}}=1-({\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})({\frac {R_{3}}{R_{4}}})}
R
1
=
0
{\displaystyle R_{1}=0}
.
R
4
=
(
n
+
1
)
R
3
{\displaystyle R_{4}=(n+1)R_{3}}
V
o
u
t
=
−
n
V
i
n
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-nV_{\mathrm {in} }}
{\displaystyle }
Op amp 741
V
o
u
t
=
−
V
i
n
(
R
f
R
1
)
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-V_{\mathrm {in} }\left({R_{f} \over R_{1}}\right)}
−
n
V
i
n
{\displaystyle -nV_{\mathrm {in} }}
.
R
f
=
n
R
1
{\displaystyle R_{f}=nR_{1}}
V
o
=
V
i
(
1
+
R
2
R
1
)
{\displaystyle V_{o}=V_{i}(1+{\frac {R_{2}}{R_{1}}})}
V
o
u
t
=
n
V
i
n
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=nV_{\mathrm {in} }}
.
R
2
=
n
R
1
{\displaystyle R_{2}=nR_{1}}
R
2
R
1
>>
1
{\displaystyle {\frac {R_{2}}{R_{1}}}>>1}
Biến điện
V
o
u
t
=
−
V
i
n
N
2
N
1
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=-V_{\mathrm {in} }{\frac {N_{2}}{N_{1}}}}
V
o
=
−
n
V
i
{\displaystyle V_{o}=-nV_{i}}
.
N
2
=
n
N
1
{\displaystyle N_{2}=nN_{1}}
V
o
u
t
=
V
i
n
N
2
N
1
{\displaystyle V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {in} }{\frac {N_{2}}{N_{1}}}}
V
o
=
n
V
i
{\displaystyle V_{o}=nV_{i}}
.
N
2
=
n
N
1
{\displaystyle N_{2}=nN_{1}}
Bộ dao động sóng điện
sửa
Dao động điện được tìm thấy từ các mạch điện LC và RLC mắc nối tiếp
Bộ biến đổi chiều điện
sửa
Bộ phận điện tử biến đổi điện AC hai chiều thành điện AC một chiều
Bộ phận điện tử
Tính chất
Với Biến điện chia ở trung tâm
Với Biến điện không có chia ở trung tâm
Bộ biến đổi sóng điện AC sang DC
sửa
Điện DC
sửa
I
=
Q
t
{\displaystyle I={\frac {Q}{t}}}
Q
=
I
t
{\displaystyle Q=It}
V
=
W
Q
{\displaystyle V={\frac {W}{Q}}}
W
=
Q
V
{\displaystyle W=QV}
E
=
W
t
=
Q
V
t
=
I
V
{\displaystyle E={\frac {W}{t}}={\frac {QV}{t}}=IV}
Điện AC
sửa
i
(
t
)
=
d
d
t
Q
(
t
)
{\displaystyle i(t)={\frac {d}{dt}}Q(t)}
Q
(
t
)
=
∫
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle Q(t)=\int i(t)dt}
v
(
t
)
=
d
W
(
t
)
Q
(
t
)
d
t
{\displaystyle v(t)={\frac {dW(t)}{Q(t)dt}}}
W
(
t
)
=
∫
v
(
t
)
d
Q
(
t
)
=
∫
v
(
t
)
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle W(t)=\int v(t)dQ(t)=\int v(t)i(t)dt}
E
(
t
)
=
d
d
t
W
(
t
)
=
d
d
t
∫
v
(
t
)
i
(
t
)
d
t
{\displaystyle E(t)={\frac {d}{dt}}W(t)={\frac {d}{dt}}\int v(t)i(t)dt}
Điện từ
sửa
Điện từ là một hiện tượng của mọi vật dẩn điện mắc nối với điện tạo ra từ trường có khả năng hút các kim loại nằm kề bên khi có dòng điện đi qua vật dẩn điện nên được gọi là Nam châm điện
Nam châm điện
sửa
Nam châm điện thường
sửa
Thí nghiệm cho thấy, Nam châm điện thường được tạo ra từ mắc nối các dẩn điện như Cộng dây thẳng dẩn điện, Vòng tròn dẩn điện và Cuộn tròn dẩn điện với điện
Nam châm điện thường tạo ra từ các lối mắc trên đều có các tính chất sau
Từ sinh khi Nam châm điện thường dẩn điện
I ≠ 0 . B ≠ 0 = LI
Từ biến mất khi Nam châm điện thường không dẩn điện
I = 0 . B = 0
Nam châm điện vĩnh cửu
sửa
Thí nghiệm cho thấy, Nam châm điện vĩnh cửu được tạo ra bằng cách để một từ vật nằm trong các vòng tròn của cuộn tròn dẩn điện mắc nối với điện
Nam châm điện vỉnh cửu tạo ra từ lối mắc trên có các tính chất sau
Từ sinh khi Nam châm điện thường dẩn điện
I ≠ 0 . B ≠ 0 . H ≠ 0
Từ biến mất khi Nam châm điện thường không dẩn điện
I = 0 . B = 0 . H ≠ 0
Định luật Điện từ trường
sửa
Định luật Điện từ trường
Ý nghỉa
Công thức
Định luật Gauss
Mật độ điện trường và từ trường trong một diện tích
Φ
E
=
∮
S
E
⋅
d
A
=
1
ϵ
o
∫
V
ρ
d
V
=
Q
A
ϵ
o
{\displaystyle \Phi _{E}=\oint _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} ={1 \over \epsilon _{o}}\int _{V}\rho \ dV={\frac {Q_{A}}{\epsilon _{o}}}}
Φ
B
=
∮
S
B
⋅
d
s
=
μ
0
I
e
n
c
{\displaystyle \Phi _{B}=\oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {s} =\mu _{0}I_{\mathrm {enc} }}
Định luật Ampere
Từ cảm của cuộn từ dẩn điện
B
=
L
i
=
μ
A
i
{\displaystyle B=Li={\frac {\mu }{A}}i}
Định luật Lentz
Từ cảm ứng của cuộn từ dẩn điện
−
ϕ
=
−
N
B
=
−
N
L
i
{\displaystyle -\phi =-NB=-NLi}
Định luật Faraday
Điện từ cảm ứng của cuộn từ dẩn điện
−
ϵ
=
−
∫
E
d
l
=
−
d
ϕ
B
d
t
=
−
N
L
d
i
d
t
{\displaystyle -\epsilon =-\int Edl=-{\frac {d\phi _{B}}{dt}}=-NL{\frac {di}{dt}}}
Định luật Maxwell
Từ nhiểm của cuộn từ dẩn điện
H
=
B
μ
{\displaystyle H={\frac {B}{\mu }}}
Định luật Maxwell-Ampere
Dòng điện
i
=
∮
C
H
⋅
d
l
=
∬
S
J
⋅
d
A
+
d
d
t
∬
S
D
⋅
d
A
{\displaystyle i=\oint _{C}\mathbf {H} \cdot \mathrm {d} \mathbf {l} =\iint _{S}\mathbf {J} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} +{\mathrm {d} \over \mathrm {d} t}\iint _{S}\mathbf {D} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} }
∮
S
B
⋅
d
s
=
μ
0
I
e
n
c
+
d
Φ
E
d
t
{\displaystyle \oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {s} =\mu _{0}I_{\mathrm {enc} }+{\frac {d\mathbf {\Phi _{E}} }{dt}}}
Điện tích
sửa
Cường độ Điện lượng, Điện trường, Từ trường
sửa
E
A
=
Q
ϵ
{\displaystyle EA={\frac {Q}{\epsilon }}}
B
A
=
μ
I
{\displaystyle BA=\mu I}
Q
=
ϵ
E
A
=
D
A
{\displaystyle Q=\epsilon EA=DA}
I
=
B
A
μ
=
H
A
{\displaystyle I={\frac {BA}{\mu }}=HA}
E
=
Q
ϵ
A
=
D
ϵ
{\displaystyle E={\frac {Q}{\epsilon A}}={\frac {D}{\epsilon }}}
B
=
μ
I
A
=
μ
H
{\displaystyle B={\frac {\mu I}{A}}=\mu H}
Tính chất
sửa
Vật tích điện bằng cách cho hay nhận điện tử âm trở thành điện tích dương hay điện tích âm . Mọi điện tích dương hay điện tích âm đều có các tính chất sau
Tương tác Điện tích
sửa
Tương tác giửa điện tích với điện tích , với điện trường , với từ trường tạo ra các lực tương tác điện tích sau
Lực tương tác điện tích
Hình
Công thức lực tương tác
Lực điện động
→ O → O
F
=
Q
E
{\displaystyle F=QE}
Lực từ đông
F
=
±
Q
v
B
{\displaystyle F=\pm QvB}
Lực điện từ
F
=
Q
(
E
±
v
B
)
{\displaystyle F=Q(E\pm vB)}
Lực hút điện tích
F
=
K
Q
+
Q
−
r
2
{\displaystyle F=K{\frac {Q_{+}Q_{-}}{r^{2}}}}
Lực động điện
sửa
Lực động điện làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng ngang . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau
F
E
=
Q
E
=
Q
V
l
=
W
l
{\displaystyle F_{E}=QE=Q{\frac {V}{l}}={\frac {W}{l}}}
W
E
=
Q
V
=
F
E
l
{\displaystyle W_{E}=QV=F_{E}l}
F
E
=
W
E
t
=
Q
V
t
=
V
I
=
F
E
l
t
=
F
E
v
{\displaystyle F_{E}={\frac {W_{E}}{t}}={\frac {QV}{t}}=VI={\frac {F_{E}l}{t}}=F_{E}v}
l
=
W
F
{\displaystyle l={\frac {W}{F}}}
v
=
l
t
=
W
l
t
=
U
l
{\displaystyle v={\frac {l}{t}}={\frac {W}{lt}}={\frac {U}{l}}}
t
=
l
v
=
W
U
{\displaystyle t={\frac {l}{v}}={\frac {W}{U}}}
Lực động từ
sửa
Lực động từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng dọc . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau
Di chuyển điện tích theo đường thẳng không đổi
F
B
=
Q
v
B
=
I
t
v
B
=
I
B
l
{\displaystyle F_{B}=QvB=ItvB=IBl}
W
B
=
F
B
l
=
I
B
l
2
{\displaystyle W_{B}=F_{B}l=IBl^{2}}
E
B
=
W
E
t
=
I
B
l
2
t
=
I
B
l
v
=
F
B
v
{\displaystyle E_{B}={\frac {W_{E}}{t}}={\frac {IBl^{2}}{t}}=IBlv=F_{B}v}
l
=
F
I
B
{\displaystyle l={\frac {F}{IB}}}
v
=
F
Q
B
{\displaystyle v={\frac {F}{QB}}}
t
=
l
v
=
Q
I
{\displaystyle t={\frac {l}{v}}={\frac {Q}{I}}}
Di chuyển điện tích theo quỹ đạo vòng tròn
F
B
=
F
p
{\displaystyle F_{B}=F_{p}}
Q
v
B
=
m
v
2
r
{\displaystyle QvB=m{\frac {v^{2}}{r}}}
v
=
Q
m
B
r
{\displaystyle v={\frac {Q}{m}}Br}
r
=
m
v
2
Q
v
{\displaystyle r={\frac {mv^{2}}{Qv}}}
Lực điện từ
sửa
Lực điện từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng nghiêng. Di chuyển của điện tích có các tính chất sau
F
→
E
B
=
F
→
E
+
F
→
B
=
F
E
i
→
+
F
B
j
→
=
Q
(
E
→
±
v
B
→
)
{\displaystyle {\vec {F}}_{EB}={\vec {F}}_{E}+{\vec {F}}_{B}=F_{E}{\vec {i}}+F_{B}{\vec {j}}=Q({\vec {E}}\pm v{\vec {B}})}
Từ trên
Khi,
v
=
0
{\displaystyle v=0}
F
→
E
B
=
Q
E
{\displaystyle {\vec {F}}_{EB}=QE}
.
Khi,
E
=
0
{\displaystyle E=0}
F
→
E
B
=
Q
v
B
{\displaystyle {\vec {F}}_{EB}=QvB}
.
Khi,
E
±
v
B
=
0
{\displaystyle E\pm vB=0}
F
→
E
B
=
0
{\displaystyle {\vec {F}}_{EB}=0}
E
=
v
B
{\displaystyle E=vB}
B
=
1
v
E
{\displaystyle B={\frac {1}{v}}E}
v
=
E
B
{\displaystyle v={\frac {E}{B}}}
Lực hút điện tích
sửa
Lực hút của điện tích âm hút điện tích dương về hướng mình tạo ra chuyển động có các tính chất sau
F
Q
=
K
Q
+
Q
−
r
2
{\displaystyle F_{Q}=K{\frac {Q_{+}Q_{-}}{r^{2}}}}
Với
Q
+
=
Q
−
{\displaystyle Q_{+}=Q_{-}}
F
Q
=
K
Q
2
r
2
{\displaystyle F_{Q}=K{\frac {Q^{2}}{r^{2}}}}
r
=
K
Q
2
F
Q
{\displaystyle r={\sqrt {\frac {KQ^{2}}{F_{Q}}}}}
Điện từ và dẩn điện
sửa
Cộng dây thẳng dẩn điện
sửa
B
=
L
i
=
μ
2
π
r
i
{\displaystyle B=Li={\frac {\mu }{2\pi r}}i}
i
=
B
L
=
μ
2
π
r
{\displaystyle i={\frac {B}{L}}={\frac {\mu }{2\pi r}}}
Vòng tròn dẩn điện
sửa
B
=
L
i
=
μ
2
π
i
{\displaystyle B=Li={\frac {\mu }{2\pi }}i}
i
=
B
L
=
μ
2
π
{\displaystyle i={\frac {B}{L}}={\frac {\mu }{2\pi }}}
ϕ
=
B
=
L
i
{\displaystyle \phi =B=Li}
N Vòng tròn dẩn điện
sửa
H ≠ 0
B
=
L
i
=
N
μ
l
i
{\displaystyle B=Li={\frac {N\mu }{l}}i}
i
=
B
L
=
N
μ
l
{\displaystyle i={\frac {B}{L}}={\frac {N\mu }{l}}}
ϕ
=
B
=
L
i
{\displaystyle \phi =B=Li}
ϵ
=
d
d
t
ϕ
=
L
d
d
t
i
{\displaystyle \epsilon ={\frac {d}{dt}}\phi =L{\frac {d}{dt}}i}
−
ϕ
=
−
N
B
=
−
N
L
i
{\displaystyle -\phi =-NB=-NLi}
−
ϵ
=
−
d
d
t
ϕ
=
−
N
L
d
d
t
i
{\displaystyle -\epsilon =-{\frac {d}{dt}}\phi =-NL{\frac {d}{dt}}i}
H
=
B
μ
{\displaystyle H={\frac {B}{\mu }}}
F
=
B
l
=
N
μ
i
{\displaystyle F=Bl=N\mu i}
H = 0
B
=
L
i
=
N
μ
l
i
{\displaystyle B=Li={\frac {N\mu }{l}}i}
i
=
B
L
=
N
μ
l
{\displaystyle i={\frac {B}{L}}={\frac {N\mu }{l}}}
ϕ
=
B
=
L
i
{\displaystyle \phi =B=Li}
ϵ
=
d
d
t
ϕ
=
L
d
d
t
i
{\displaystyle \epsilon ={\frac {d}{dt}}\phi =L{\frac {d}{dt}}i}
−
ϕ
=
−
N
B
=
−
N
L
i
{\displaystyle -\phi =-NB=-NLi}
−
ϵ
=
−
d
d
t
ϕ
=
−
N
L
d
d
t
i
{\displaystyle -\epsilon =-{\frac {d}{dt}}\phi =-NL{\frac {d}{dt}}i}
F
=
B
l
=
N
μ
i
{\displaystyle F=Bl=N\mu i}
Sóng điện từ
sửa
Trong môi trường vật chất , H≠0
sửa
Phương trình vector dao động điện từ
sửa
Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường , E và Từ trường , B
∇
⋅
E
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot E=0}
∇
×
E
=
−
1
T
E
{\displaystyle \nabla \times E=-{\frac {1}{T}}E}
∇
⋅
B
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot B=0}
∇
×
B
=
−
1
T
B
{\displaystyle \nabla \times B=-{\frac {1}{T}}B}
T
=
μ
ϵ
{\displaystyle T=\mu \epsilon }
Phương trình và hàm sóng điện từ
sửa
Cho một Phương trình sóng điện từ
∇
2
E
=
−
β
E
{\displaystyle \nabla ^{2}E=-\beta E}
∇
2
B
=
−
β
B
{\displaystyle \nabla ^{2}B=-\beta B}
β
=
1
T
{\displaystyle \beta ={\sqrt {\frac {1}{T}}}}
Nghiệm của Phương trình sóng điện từ trên cho Hàm số sóng điện từ
E
=
A
S
i
n
ω
t
{\displaystyle E=ASin\omega t}
B
=
A
S
i
n
ω
t
{\displaystyle B=ASin\omega t}
ω
=
λ
f
=
1
T
=
C
{\displaystyle \omega =\lambda f={\sqrt {\frac {1}{T}}}=C}
T
=
μ
ϵ
{\displaystyle T=\mu \epsilon }
Trong môi trường chân không , H=0
sửa
Phương trình vector dao động điện từ
sửa
Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường , E và Từ trường , B
∇
⋅
E
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot E=0}
∇
×
E
=
−
1
T
o
E
{\displaystyle \nabla \times E=-{\frac {1}{T_{o}}}E}
∇
⋅
B
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot B=0}
∇
×
B
=
−
1
T
o
B
{\displaystyle \nabla \times B=-{\frac {1}{T_{o}}}B}
T
o
=
μ
o
ϵ
o
{\displaystyle T_{o}=\mu _{o}\epsilon _{o}}
Phương trình và hàm sóng điện từ
sửa
Cho một Phương trình sóng điện từ
∇
2
E
=
−
β
o
E
{\displaystyle \nabla ^{2}E=-\beta _{o}E}
∇
2
B
=
−
β
o
B
{\displaystyle \nabla ^{2}B=-\beta _{o}B}
ω
o
=
1
T
o
{\displaystyle \omega _{o}={\sqrt {\frac {1}{T_{o}}}}}
Nghiệm của Phương trình sóng điện từ trên cho Hàm số sóng điện từ
E
=
A
S
i
n
ω
o
t
{\displaystyle E=ASin\omega _{o}t}
B
=
A
S
i
n
ω
o
t
{\displaystyle B=ASin\omega _{o}t}
ω
o
=
λ
o
f
o
=
1
T
o
=
C
{\displaystyle \omega _{o}=\lambda _{o}f_{o}={\sqrt {\frac {1}{T_{o}}}}=C}
T
o
=
μ
o
ϵ
o
{\displaystyle T_{o}=\mu _{o}\epsilon _{o}}
Nhiệt điện từ, hiện tượng nhiệt tìm thấy từ các mạch điện tạo ra từ trường của cộng dây thẳng dẫn điện và cuộn từ dẫn điện
Nhiệt điện từ
sửa
≈≈≈ || ≈≈≈==|| ≈≈≈e
Nhiệt điện từ
Nhiệt
Nhiệt quang
Nhiệt điện
Lối mắc
Cộng dây thẳng dẫn điện
Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện
Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện với từ vật nằm trong các vòng quấn
Tần số thời gian
f
<
f
o
{\displaystyle f<f_{o}}
f
=
f
o
{\displaystyle f=f_{o}}
f
>
f
o
{\displaystyle f>f_{o}}
Năng lực nhiệt
W
=
p
v
=
m
C
Δ
T
{\displaystyle W=pv=mC\Delta T}
W
o
=
p
v
=
p
C
=
h
f
o
{\displaystyle W_{o}=pv=pC=hf_{o}}
W
=
p
v
=
p
C
=
h
f
{\displaystyle W=pv=pC=hf}
Hằng số C
C
=
p
v
m
Δ
T
{\displaystyle C=p{\frac {v}{m\Delta T}}}
C
=
1
μ
o
ϵ
o
=
ω
o
=
λ
o
f
o
{\displaystyle C={\sqrt {\frac {1}{\mu _{o}\epsilon _{o}}}}=\omega _{o}=\lambda _{o}f_{o}}
C
=
1
μ
ϵ
=
ω
=
λ
f
{\displaystyle C={\sqrt {\frac {1}{\mu \epsilon }}}=\omega =\lambda f}
Khối lượng/Lượng tử
m
=
p
λ
=
p
C
Δ
T
v
{\displaystyle m=p\lambda =p{\frac {C\Delta T}{v}}}
h
=
p
λ
o
{\displaystyle h=p\lambda _{o}}
h
=
p
λ
{\displaystyle h=p\lambda }
Động lượng
p
=
m
λ
=
m
v
C
Δ
T
{\displaystyle p={\frac {m}{\lambda }}=m{\frac {v}{C\Delta T}}}
p
=
h
λ
o
{\displaystyle p={\frac {h}{\lambda _{o}}}}
p
=
h
λ
{\displaystyle p={\frac {h}{\lambda }}}
Bước sóng
λ
=
m
p
=
C
Δ
T
v
{\displaystyle \lambda ={\frac {m}{p}}={\frac {C\Delta T}{v}}}
λ
o
=
C
f
o
=
h
p
{\displaystyle \lambda _{o}={\frac {C}{f_{o}}}={\frac {h}{p}}}
λ
=
C
f
=
h
p
{\displaystyle \lambda ={\frac {C}{f}}={\frac {h}{p}}}
Điện số
sửa
Nhiệt độ
sửa
Nhiệt điện
sửa
Mọi vật dẩn điện đều có phát sinh nhiệt trong vật
Nhiệt điện từ
Dẩn điện
Nhiệt năng
Cộng dây thẳng dẩn diện
W
=
i
2
R
(
T
)
{\displaystyle W=i^{2}R(T)}
Cuộn từ dẩn điện
W
=
1
2
L
i
2
{\displaystyle W={\frac {1}{2}}Li^{2}}
Cuộn từ dẩn điện
W
=
i
2
R
(
T
)
+
1
2
L
i
2
{\displaystyle W=i^{2}R(T)+{\frac {1}{2}}Li^{2}}
Tụ điện
W
=
1
2
C
v
2
{\displaystyle W={\frac {1}{2}}Cv^{2}}
Nhiệt điện từ
sửa
Nhiệt điện từ
Nhiệt
Nhiệt quang
Nhiệt điện
Lối mắc
≈≈≈
≈≈≈==
≈≈≈e
Cộng dây thẳng dẫn điện
Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện
Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện với từ vật nằm trong các vòng quấn
Tần số thời gian
f
<
f
o
{\displaystyle f<f_{o}}
f
=
f
o
{\displaystyle f=f_{o}}
f
>
f
o
{\displaystyle f>f_{o}}
Năng lực nhiệt
W
=
p
v
=
m
C
Δ
T
{\displaystyle W=pv=mC\Delta T}
W
o
=
p
v
=
p
C
=
h
f
o
{\displaystyle W_{o}=pv=pC=hf_{o}}
W
=
p
v
=
p
C
=
h
f
{\displaystyle W=pv=pC=hf}
Hằng số C
C
=
p
v
m
Δ
T
{\displaystyle C=p{\frac {v}{m\Delta T}}}
C
=
1
μ
o
ϵ
o
=
ω
o
=
λ
o
f
o
{\displaystyle C={\sqrt {\frac {1}{\mu _{o}\epsilon _{o}}}}=\omega _{o}=\lambda _{o}f_{o}}
C
=
1
μ
ϵ
=
ω
=
λ
f
{\displaystyle C={\sqrt {\frac {1}{\mu \epsilon }}}=\omega =\lambda f}
Khối lượng/Lượng tử
m
=
p
λ
=
p
C
Δ
T
v
{\displaystyle m=p\lambda =p{\frac {C\Delta T}{v}}}
h
=
p
λ
o
{\displaystyle h=p\lambda _{o}}
h
=
p
λ
{\displaystyle h=p\lambda }
Động lượng
p
=
m
λ
=
m
v
C
Δ
T
{\displaystyle p={\frac {m}{\lambda }}=m{\frac {v}{C\Delta T}}}
p
=
h
λ
o
{\displaystyle p={\frac {h}{\lambda _{o}}}}
p
=
h
λ
{\displaystyle p={\frac {h}{\lambda }}}
Bước sóng
λ
=
m
p
=
C
Δ
T
v
{\displaystyle \lambda ={\frac {m}{p}}={\frac {C\Delta T}{v}}}
λ
o
=
C
f
o
=
h
p
{\displaystyle \lambda _{o}={\frac {C}{f_{o}}}={\frac {h}{p}}}
λ
=
C
f
=
h
p
{\displaystyle \lambda ={\frac {C}{f}}={\frac {h}{p}}}
Nhiệt lửa
sửa
Nhiệt cảm
sửa
W
=
p
v
=
m
C
Δ
T
{\displaystyle W=pv=mC\Delta T}
T
Δ T
U
Hướng nhiệt truyền
T
0
=
T
1
{\displaystyle T_{0}=T_{1}}
Δ
T
=
0
{\displaystyle \Delta T=0}
U
=
m
C
Δ
T
=
0
{\displaystyle U=mC\Delta T=0}
T
0
>
T
1
{\displaystyle T_{0}>T_{1}}
Δ
=
T
0
−
T
1
{\displaystyle \Delta =T_{0}-T_{1}}
U
=
m
C
(
T
o
−
T
1
)
{\displaystyle U=mC(T_{o}-T_{1})}
Nhiệt di chuyển từ T0 đến T1
T
0
<
T
1
{\displaystyle T_{0}<T_{1}}
Δ
=
T
1
−
T
0
{\displaystyle \Delta =T_{1}-T_{0}}
U
=
m
C
(
T
1
−
T
0
)
{\displaystyle U=mC(T_{1}-T_{0})}
Nhiệt di chuyển từ T1 đến T0
Nhiệt dẩn
sửa
W
=
ϕ
+
K
E
=
h
f
{\displaystyle W=\phi +KE=hf}
Ở
f
=
f
o
{\displaystyle f=f_{o}}
K
.
E
.
=
0
{\displaystyle K.E.=0}
Nên
ϕ
=
h
f
o
=
h
C
λ
o
{\displaystyle \phi =hf_{o}=h{\frac {C}{\lambda _{o}}}}
Nhiệt phóng xạ
sửa
W
=
h
f
=
h
f
o
+
1
2
m
v
2
{\displaystyle W=hf=hf_{o}+{\frac {1}{2}}mv^{2}}
Nhiệt phóng xạ phân rả
sửa
Phóng xạ sóng điện từ Laplace
sửa
Phương trình vector điện từ
∇
⋅
E
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot E=0}
∇
×
E
=
−
1
T
E
{\displaystyle \nabla \times E=-{\frac {1}{T}}E}
∇
⋅
B
=
0
{\displaystyle \nabla \cdot B=0}
∇
×
B
=
−
1
T
B
{\displaystyle \nabla \times B=-{\frac {1}{T}}B}
T
=
μ
ϵ
{\displaystyle T=\mu \epsilon }
Phương trình sóng điện từ
∇
2
E
=
−
β
E
{\displaystyle \nabla ^{2}E=-\beta E}
∇
2
B
=
−
β
B
{\displaystyle \nabla ^{2}B=-\beta B}
β
=
1
T
{\displaystyle \beta ={\frac {1}{T}}}
Hàm số sóng điện từ
E
=
A
s
i
n
ω
t
{\displaystyle E=Asin\omega t}
B
=
A
s
i
n
ω
t
{\displaystyle B=Asin\omega t}
ω
=
β
=
λ
f
{\displaystyle \omega =\beta =\lambda f}
Phóng xạ vật đen
sửa
Phóng xạ vật đen là hiện tượng phóng xạ nhiệt (giải tỏa năng lượng nhiệt) của vật chất tối khi tương tác với nhiệt ở nhiệt độ cao trên nhiệt độ hấp thụ cao nhứt của vật
Planck biết rằng vật tối hấp thụ năng lượng nhiệt tốt nhứt . Planck thực hiện thí nghiệm trên vật tối và thấy rằng khi nhiệt độ tăng dần từ thấp đến cao
Cường độ nhiệt tăng theo tần số thời gian
Đỉnh sóng nhiệt ở bước sóng ngắn hơn
Phát ra ánh sáng màu theo trình tự từ Trắng , Đỏ , Vàng , Tím , và Đen
Nhiệt độ
Màu
Cường độ nhiệt
Bước sóng
Lạnh
Trắng
Thấp
Ngắn
Ấm
Vàng
Trung
Trung
Nóng
Đen
Cao
Dài
Định luật Planck
Định luật Planck (minh họa bằng các đường cong màu) miêu tả chính xác bức xạ vật đen và giải quyết vấn đề "thảm họa cực tím" (đường màu đen).
Định luật Planck miêu tả bức xạ điện từ phát ra từ vật đen trong trạng thái cân bằng nhiệt ở một nhiệt độ xác định. Định luật đặt tên theo Max Planck , nhà vật lý đã nêu ra nó vào năm 1900. Định luật này là bước đi tiên phong đầu tiên của vật lý hiện đại và cơ học lượng tử .
Đối với tần số Bản mẫu:Math , hoặc bước sóng Bản mẫu:Math , định luật Planck viết dưới dạng:
B
ν
(
T
)
=
2
h
ν
3
c
2
1
e
h
ν
k
B
T
−
1
{\displaystyle B_{\nu }(T)={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{e^{\frac {h\nu }{k_{\mathrm {B} }T}}-1}}}
hoặc
B
λ
(
T
)
=
2
h
c
2
λ
5
1
e
h
c
λ
k
B
T
−
1
{\displaystyle B_{\lambda }(T)={\frac {2hc^{2}}{\lambda ^{5}}}{\frac {1}{e^{\frac {hc}{\lambda k_{\mathrm {B} }T}}-1}}}
Với
B ký hiệu của cường độ bức xạ (spectral radiance),
T là nhiệt độ tuyệt đối, kB là hằng số Boltzmann,
h là hằng số Planck, và c là tốc độ ánh sáng trong môi trường hoặc trong chân không.[1][2][3] Đơn vị SI của phương trình là W·sr−1·m−2·Hz−1 đối với Bν(T) và W·sr−1·m−3 đối với Bλ(T).
Định luật này cũng có thể biểu diễn theo cách khác, như số lượng photon phát ra tại một bước sóng xác định, hoặc mật độ năng lượng trong thể tích chứa bức xạ. Trong giới hạn đối với những tần số nhỏ (hay bước sóng dài), định luật Planck tương đương với định luật Rayleigh–Jeans, trong khi đối với những tần số lớn (bước sóng nhỏ) định luật này tương đương với xấp xỉ Wien hoặc định luật dịch chuyển Wien.
Max Planck đưa ra định luật vào năm 1900, với mục đích ban đầu để đo các hằng số bằng thực nghiệm, và sau đó ông chứng minh rằng, như định luật biểu diễn sự phân bố năng lượng, nó miêu tả duy nhất sự phân bố ổn định của bức xạ trong trạng thái cân bằng nhiệt.[4] Là định luật về sự phân bố năng lượng, nó là một trong các định luật về phân bố cân bằng nhiệt mà bao gồm phân bố Bose–Einstein, phân bố Fermi–Dirac và phân bố Maxwell–Boltzmann.
Định luật Wien
Bức xạ vật đen như một hàm của bước sóng trong các nhiệt độ khác nhau. Mỗi đường cong nhiệt độ đạt cực đại ở một bước sóng khác nhau và định luật của Wien mô tả sự dịch chuyển của đỉnh đó.
Định luật dịch chuyển Wien nói rằng đường cong bức xạ của vật đen đối với các nhiệt độ khác nhau sẽ đạt cực đại ở các bước sóng khác nhau tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Sự dịch chuyển của giá trị cực đại đó là hệ quả trực tiếp của định luật bức xạ Planck , mô tả độ sáng của phổ của bức xạ vật đen là một hàm của bước sóng ở bất kỳ nhiệt độ nào. Tuy nhiên, Wilhelm Wien đã tìm ra định luật này vài năm trước khi Max Planck phát triển phương trình tổng quát hơn, và mô tả toàn bộ sự dịch chuyển của phổ bức xạ vật đen sang bước sóng ngắn hơn khi nhiệt độ tăng.
Định luật dịch chuyển của Wien phát biểu rằng bức xạ quang phổ của bức xạ vật đen trên mỗi bước sóng đơn vị, cực đại ở bước sóng λ max được cho bởi:
λ
max
=
b
T
{\displaystyle \lambda _{\text{max}}={\frac {b}{T}}}
Trong đó
T là nhiệt độ tuyệt đối đo bằng kelvin.
b là hằng số tỷ lệ được gọi là hằng số dịch chuyển Wien, bằng 2897771955...×10−3 m⋅K,[1] hoặc để thu được bước sóng tính bằng micromet, b ≈ 2898 μm⋅K
Nếu đang xem xét mức phát xạ cơ thể đen trên mỗi tần số đơn vị hoặc trên mỗi băng thông tỷ lệ, thì phải sử dụng hằng số tỷ lệ khác nhau. Tuy nhiên, hình thức của định luật này vẫn giống nhau: bước sóng cực đại tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và tần số cực đại tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
Định luật dịch chuyển Wien có thể được gọi là "định luật Wien", một thuật ngữ cũng được sử dụng cho phương pháp tính gần đúng Wien.
Định luật Stefan–Boltzmann
Đồ thị hàm tổng năng lượng vật đen phát ra
j
⋆
{\displaystyle j^{\star }}
tỷ lệ với nhiệt độ nhiệt động của nó
T
{\displaystyle T\,}
. Đường màu xanh là tổng năng lượng tính theo xấp xỉ Wien ,
j
W
⋆
=
j
⋆
/
ζ
(
4
)
≈
0.924
σ
T
4
{\displaystyle j_{W}^{\star }=j^{\star }/\zeta (4)\approx 0.924\,\sigma T^{4}\!\,}
Định luật Stefan–Boltzmann mô tả năng lượng bức xạ từ một vật đen tương ứng nhiệt độ cho trước. Cụ thể, định luật Stefan-Boltzmann nói rằng tổng năng lượng bức xạ trên một đơn vị diện tích bề mặt của một vật đen qua tất cả các bước sóng trong một đơn vị thời gian ,
j
⋆
{\displaystyle j^{\star }}
, tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc 4 của nhiệt độ nhiệt động của vật thể T:
j
⋆
=
σ
T
4
.
{\displaystyle j^{\star }=\sigma T^{4}.}
Hệ số tỉ lệ σ, được gọi là hằng số Stefan-Boltzmann , nhận được từ những hằng số tự nhiên khác. Giá trị của nó là:
σ
=
2
π
5
k
4
15
c
2
h
3
=
5.670373
×
10
−
8
W
m
−
2
K
−
4
,
{\displaystyle \sigma ={\frac {2\pi ^{5}k^{4}}{15c^{2}h^{3}}}=5.670373\times 10^{-8}\,\mathrm {W\,m^{-2}K^{-4}} ,}
trong đó k là hằng số Boltzmann , h là hằng số Planck , và c là vận tốc ánh sáng trong chân không . Như vậy, tại 100°K thông lượng năng lượng là 5,67 W/m2 , tại 1000°K là 56700 W/m2 , v.v.
Bức xạ (oát trên mét vuông trên góc khối), được cho bởi công thức:
L
=
j
⋆
π
=
σ
π
T
4
.
{\displaystyle L={\frac {j^{\star }}{\pi }}={\frac {\sigma }{\pi }}T^{4}.}
Vật thể mà không hấp thụ tất cả những bức xạ tới (còn được biết với tên vật xám) phát ra năng lượng tổng cộng ít hơn vật đen và được đặc trưng bởi độ phát xạ, emissivity ,
ε
<
1
{\displaystyle \varepsilon <1}
:
j
⋆
=
ε
σ
T
4
.
{\displaystyle j^{\star }=\varepsilon \sigma T^{4}.}
Độ rọi bức xạ (khả năng bức xạ),
j
⋆
{\displaystyle j^{\star }}
, có thứ nguyên của thông lượng năng lượng (năng lượng trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị diên tích), và trong hệ đo lường SI là joule trên giây trên mét vuông, hoặc tương đương là oát trên mét vuông. Đơn vị SI của nhiệt độ tuyệt đối T là Kelvin,
ε
{\displaystyle \varepsilon }
là độ phát xạ của vật xám , nếu nó là vật đen tuyệt đối thì
ε
=
1
{\displaystyle \varepsilon =1}
. Trong trường hợp tổng quát hơn (thực tế), độ hấp thụ phụ thuộc vào bước sóng
ε
=
ε
(
λ
)
{\displaystyle \varepsilon =\varepsilon (\lambda )}
.
Để tìm tổng công suất phát ra từ một vật thể, ta nhân với diện tích bề mặt của nó,
A
{\displaystyle A}
:
P
=
A
j
⋆
=
A
ε
σ
T
4
.
{\displaystyle P=Aj^{\star }=A\varepsilon \sigma T^{4}.}
Những hạt có kích cỡ bước sóng hoặc một phần bước sóng,[1] siêu vật liệu,[2] và những cấu trúc nano khác không chịu giới hạn tia quang học và có thể là được thiết kế để mở rộng định luật Stefan-Boltzmann.
Phóng xạ nguyên tố vật chất
sửa
Phân rả nguyên tố vật chất
sửa
Ánh sáng
sửa
Âm thanh
sửa