Колебательный контур

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР, замкнутая электрическая цепь, состоящая из конденсатора емкостью С и катушки с индуктивностью L, в которой могут возбуждаться собственные колебания с частотой , обусловленные перекачкой энергии из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно.

Простейший колебательный контур.

Периодические или почти периодические изменения заряда, силы тока и напряжения называются электромагнитными колебаниями.

Из вывода Максвелла следует, что в природе существует единое электромагнитное поле.

В реальных колебательных контурах всегда есть активное сопротивление, которое обусловливает затухание колебаний.

СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ -
колебания в системе, которые возникают после выведения её из положения равновесия.
Система выводится из равновесия при сообщении конденсатору заряда

ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ -
колебания в цепи под действием внешней периодической электродвижущей силы.

Преобразование энергии в колебательном контуре
ЗАРЯДКА
КОНДЕНСАТОРА
0

Преобразование энергии в колебательном контуре
-
конденсатор получил электрическую энергию
Wэл = C U 2 / 2
1
I
I
+
+
+
+
-
-
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
конденсатор разряжается, в цепи появляется электрический ток. При появлении тока возникает переменное магнитное поле.
W = Сu 2 / 2 + Li 2 / 2
2

Преобразование энергии в колебательном контуре
По мере разрядки конденсатора энергия электрического поля уменьшается, но возрастает энергия магнитного поля тока
Wм = L I 2 / 2
3

Преобразование энергии в колебательном контуре
Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей.
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
4
I
I
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
Конденсатор перезарядился
W эл = C U 2 / 2
5
I
I
-
+
+
+
+
-
-
-
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
Электрическая энергия конденсатора преобразуется в магнитную энергию катушки с током.
-
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
6
I
I
+
+
+
-
-
+
+

Преобразование энергии в колебательном контуре
Конденсатор разрядился. Электрическая энергия конденсатора равна нулю, а магнитная энергия катушки с током максимальная.
Wм = L I 2 / 2
7

Преобразование энергии в колебательном контуре
Полная энергия электромагнитного поля контура равна сумме энергий магнитного и электрического полей.
W = L i 2 / 2 + C u 2 / 2
8
I
I
+
+
-
+
+
-
-

Преобразование энергии в колебательном контуре
-
Конденсатор зарядился заново. Начинается новый цикл.
W = C U 2 / 2
9
I
I
+
+
-
+
+
+
+
-
-
-
-

+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-