Коливальний контур

Коливальний контур – це замкнутий контур, утворений послідовно з’єднаними конденсатором і котушкою. Коливальний контур є найпростішою системою, в якій можуть відбуватися електромагнітні коливання.

Зарядимо конденсатор, підключимо до нього котушку і замкнемо ланцюг. Почнуться вільні електромагнітні коливання – періодичні зміни заряду на конденсаторі і струму в котушці. Вільними, нагадаємо, ці коливання називаються тому, що вони відбуваються без будь-якого зовнішнього впливу – тільки за рахунок енергії, запасеної в контурі.

Період коливань в контурі позначимо, як завжди, через T. Опір котушки будемо вважати рівним нулю.

Розглянемо докладно всі важливі стадії процесу коливань. Для більшої наочності будемо проводити аналогію з коливаннями горизонтального пружинного маятника. Незважаючи на те, що опір котушки дорівнює нулю, струм не зросте миттєво. Як тільки струм почне збільшуватися, в котушці виникне ЕРС самоіндукції, що перешкоджає зростанню струму.

Аналогія. Маятник відтягнуть вправо на величину x0 верб початковий момент відпущений. Початкова швидкість маятника дорівнює нулю.

Розглянуті електромагнітні коливання є незатухающими – вони будуть тривати нескінченно довго. Адже ми припустили, що опір котушки дорівнює нулю! Точно так само будуть незатухающими коливання пружинного маятника при відсутності тертя.

У реальності котушка має деяким опором. Тому коливання в реальному коливальному контурі будуть затухаючими. Так, через одне повне коливання заряд на конденсаторі виявиться менше вихідного значення. З часом коливання і зовсім зникнуть: вся енергія, запасена спочатку в контурі, виділиться у вигляді тепла на опорі котушки і сполучних проводів.

Точно так само будуть затухаючими коливання реального пружинного маятника: вся енергія маятника поступово перетвориться в тепло через неминуче наявності тертя.

Посилання на основну публікацію