Электрическим колебательным контуром называется замкнутая электрическая цепь, состоящая из емкости С и индуктивности L.
Рассмотрим процессы, происходящие в идеальном контуре R → 0.
+
+
–
–
Imax
далее следует перезарядка конденсатора, и процесс повторяется снова.
В таком контуре будут совершатся строго периодические колебания (периодически изменяются заряд на обкладках конденсатора, напряжение на нем и ток через катушку). Колебания сопровождаются взаимными превращениями энергии электрических и магнитных полей. Для идеального контура R = 0 имеем: Колебания, происходящие в идеальном контуре (в который энергия извне не поступает) называются свободными и собственными. Во время колебаний внешнее напряжение к контуру не приложено. Поэтому падение напряжения на емкости и на индуктивности в сумме должны дать нуль:
Из системы видно, что ток I опережает по фазе напряжение на контуре на .
i
U
t
Imax
Umax
U
i
В реальных контурах всегда имеются потери энергии:
1) тепловые, т.к. R не равно нулю;
2) потери в диэлектрике конденсатора (диэлектрическая потеря);
3) гистерезисные потери в сердечнике катушки;
4) потери на излучение и другое.
Поэтому энергия в контуре с каждым колебанием будет убывать, амплитуды напряжения и тока в контуре будут уменьшатся, т.е. колебания будут затухать. График изменения токов в контуре представлен на рисунке.
I1
t
i
I2
– закон изменения тока в контуре
где – частота затухающих колебаний,
Для характеристики затухания колебаний, т.е. скорости убывания амплитуды, вводят: