一、电磁振荡产生和能量变化
1.振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
2.振荡电路:能产生振荡电流的电路。
3.振荡过程:如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关S掷向2,从此时起,电容器要对线圈放电。
(1)放电过程:由于线圈的自感作用,放电电流不能立刻达到最大值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时,极板上的电荷为零,放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。
(2)充电过程:电容器放电完毕,由于线圈的自感作用,电流并不会立刻消失,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开始充电,极板上的电荷逐渐增加,当电流减小到零时,充电结束,极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电,周而复始,于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。
4.电磁振荡的分类:
(1)无阻尼振荡:在LC振荡电路中,如果能够及时地把能量补充到振荡电路中,以补偿能量损耗,就可以得到振幅不变的等幅振荡。
(2)阻尼振荡:在LC振荡电路中,由于电路有电阻,电路中有一部分能量会转化为内能,另外还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去,使得振荡的能量减小。
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡:电路中有电阻,振荡电流通过时会有热量产生,另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡,必须有能量补充到电路中,实际电路中通常由电源通过电子器件为LC电路补充能量。