Электромагнитные колебания - это изменение во времени электрических (q, I, U) и магнитных (B, H) параметров, происходящее в колебательном контуре.

Колебательный контур - это цепь, состоящая их катушки индуктивности и конденсатора.

 

Колебания в контуре можно вызвать либо сообщив обкладкам конденсатора заряд, либо возбудив в катушке ток (например, поместив ее в переменное магнитное поле).

Процесс электромагнитных колебаний

im1 1

Уравнение колебаний

Если сопротивление контура равно нулю, то полная электромагнитная энергия в процессе колебаний не меняется.

Wel

Это значит, что производная энергии равна нулю:

W1

Отсюда дифференциальное уравнение колебаний

W2

Уравнение имеет решение в виде

W4, где циклическая частота

W3

Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями

Img Slob 10 18 265

Analogia

Механическая система  Электромагнитная система 
Масса m Индуктивность  L
Координата x Заряд q
Скорость v Сила тока i
Жесткость пружины k Величина, обратная емкости 1/C
Потенциальная энергия Wp = kx2/2  Энергия электрического поля Wel = q2/2C
Кинетическая энергия Wk = mv2/2 Энергия магнитного поля  Wm = Li2/2

 

Свободные колебания всегда являются затухающими. Для того, чтобы компенсировать потери энергии в процессе колебаний, необходим приток энергии извне. Такие колебания называются вынужденными.

image661

В случае электрических колебаний для возбуждения вынужденных колебаний в цепь нужно добавить переменную ЭДС.

clip image072

 

arrow left                                     arrow right