• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 3.1.公式
  • 3.2.原理
  • 3.3.过程
  • 3.4.电谐振
  • 4.周期频率
  • 5.类别
  • 6.特性
  • 7.多谐振
  • 8.电磁振荡的产生
  • 9.LC电路
  • 10.术语
  • 11.参考资料

电磁振荡

在电路中,电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化,同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象。例如,在由纯电容和纯电感组成的电路中,电流的大小和方向周期性地变化,电容器极板上的电荷也周期性地变化,相应的电容内储存的电场能和电感内储存的磁场能不断相互转换。由于开始时储存的电场能或磁场能既无损耗又无电源补充能量,电流和电荷的振幅都不会衰减。这种往复的电磁振荡称为自由振荡,相应的振荡频率称为电磁振荡的固有频率,相应的周期称为电磁振荡的固有周期。

基本信息

  • 中文名

    电磁振荡

  • 外文名

    Electromagnetic oscillation

  • 公式

    T=2π√LC

  • 类型

    电路

  • 领域

    物理

简介

公式

image。周期等于2π倍的根号下自感系数与电容的乘积。

原理

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如果电路中除电容、电感外还有电阻 ,即有能量损耗,但无电源,则电流和电荷的振幅逐渐衰减为零,开始时储存的电磁场能通过电阻上散发的焦耳热不断损耗殆尽。这种电磁振荡称为阻尼振荡。如果在由电容、电感和电阻组成的电路中还有交流电源,电源的电动势随时间按正弦或余弦函数变化,则由于电源不断提供能量,补偿在电阻上的能量损耗,稳定后电路中电流、电荷的振幅将保持恒定。这种电磁振荡称为受迫振荡,受迫振荡的频率等于交流电源的频率。电磁振荡的上述特征在一些电磁测量仪表(如灵敏电流计,冲击电流计)中有重要应用。

过程

电容器通过自感线圈放电,由于自感作用总是阻碍电流的变化,所以电路里的电流不能立刻达到最大值,而是由零逐渐增大.这时,线圈周围的磁场逐渐增强,电容器里的电场因极板上电荷逐渐减少而逐渐减弱。这样,电路里的电场能逐渐转化为磁场能.当电容器放电完毕,Q=0时,电路中的电流达到最大值,电场能全部转化为磁场能.

电容器放电完毕,由于自感作用,电路中仍然保持有原来方向的电流,但逐渐减弱,这样就使电容器逐渐充电,不过两极所带的电荷符号都跟原来的相反.充电完毕,电流减小到零,磁场能全部转化为电场能.

此后,上述的全部过程反复地循环下去,在电路中就出现了振荡电流.这种电场和磁场的周期性变化叫做电磁振荡.在电磁振荡的过程中,电场能和磁场能同时发生周期性的转化.

电谐振

电磁系统中,储能元件内电能与磁能不断相互转换的过程叫做电磁振荡;若系统受到外界周期性的电磁激励,且激励的频率等于系统的自由振荡频率,则系统与激励源间形成电谐振。

产生电磁振荡的最简单的实例是由电阻R、电感线圈L和电容器C所组成的振荡回路,使其电容器C中储存的电能与电感线圈L中储存的磁能不断地相互转换。单回路振荡电路如图1所示,图1a是串联回路,图1b是并联回路。

周期频率

1、周期:电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间叫做周期。一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率。

2、在LC振荡电路中,从研究得到:T=2π√CL f=1/2π√CL

可见在LC回路中,电路的频率f和周期T是由线圈的自感系数L和电容器的电容C来决定的。在收音机的调频中,若将可变电容器的动片旋入,则会使电容器的电容C增大,故收音机接收的频率变小。

类别

若电源电压为e(t),回路中电流为i(t),电容器上的电压为V(t),则可建立如下回路方程