电磁振荡
Aaron · 2010-08-05 20:20 · 22489 次点击
电磁振荡
data/attachment/portal/201111/06/150541d0zq1fqm9n0dxk0d.jpg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路的固有频率。
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。
data/attachment/portal/201111/06/150541ipw8nizuud9grqg9.gif电磁振荡
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.