Oszcillációs áramkör: működési elv, áramkörök típusai, paraméterek és jellemzők
Az oszcilláló áramkör működési elve
Töltjük a kondenzátort és lezárjuk az áramkört. Ezt követően szinuszos áramlás kezdődik az áramkörben elektromosság... A kondenzátor a tekercsen keresztül ürül. A tekercsben, amikor áram áramlik át rajta, az önindukció EMF-je keletkezik, a kondenzátor áramával ellentétes irányba irányítva.
Miután a kondenzátor teljesen lemerült, a tekercs EMF energiája miatt, amely ebben a pillanatban maximális lesz, újra elkezd töltődni, de csak fordított polaritással. Az áramkörben fellépő oszcillációk szabad csillapított lengések. Vagyis további energiaellátás nélkül a valós oszcillációs áramkör rezgései előbb-utóbb leállnak, akárcsak a természetben lévő bármilyen rezgés.
Az LC áramkör egyik fontos jellemzője minőségi tényező Q. A minőségi tényező meghatározza a rezonancia amplitúdóját, és megmutatja, hogy az áramkörben lévő energiatartalékok hányszor haladják meg az energiaveszteséget egy oszcillációs periódus alatt. Minél magasabb a rendszer Q-tényezője, annál lassabban bomlanak le az oszcillációk.
Az oszcilláló áramkör természetes frekvenciája
Az oszcillációs áramkörben előforduló szabad áram és feszültségingadozások gyakorisága.
T = 2 * n * (L * C) 1/2. T az elektromágneses rezgések periódusa, L és C rendre a rezgőkör tekercsének induktivitása és az áramköri elemek kapacitása, n a pi száma.
Folyamatos rezgések olyan eszközök hozzák létre, amelyek valamilyen állandó energiaforrás miatt maguk is fenntartani tudják rezgéseiket. Az ilyen eszközöket önrezgő rendszereknek nevezzük.
Bármely önoszcilláló rendszer a következő négy részből áll
1) oszcillációs rendszer; 2) energiaforrás, amelynek köszönhetően kompenzálják a veszteségeket; 3) szelep - valamilyen elem, amely bizonyos részekben szabályozza az oszcillációs rendszerbe áramló energiát a megfelelő pillanat; 4) Visszacsatolás- a szelep működésének ellenőrzése magában a rezgőrendszerben zajló folyamatok miatt.
A tranzisztorgenerátor az önrezgő rendszer példája. Az alábbi ábra egy ilyen generátor egyszerűsített ábráját mutatja, amelyben egy tranzisztor "szelep" szerepet játszik. Az oszcilláló áramkör az áramforráshoz sorosan csatlakozik a tranzisztorral. A tranzisztor emitter csatlakozása az Lw tekercsen keresztül induktív módon kapcsolódik az oszcillációs áramkörhöz. Ezt a tekercset visszacsatoló tekercsnek nevezzük.
Az áramkör zárt állapotában áramimpulzus halad át a tranzisztoron, amely feltölti az oszcillációs áramkör C kondenzátorát, aminek következtében az áramkörben kis amplitúdójú szabad elektromágneses rezgések keletkeznek.
Az L huroktekercsen átáramló áram a visszacsatoló tekercs végein indukálódik AC feszültség... Ennek a feszültségnek a hatására az emitter csomópont elektromos mezője periodikusan növekszik és csökken, valamint a tranzisztor kinyílik és bezárul. Azokban az intervallumokban, amikor a tranzisztor nyitva van, áramimpulzusok haladnak át rajta. Ha a Lsv tekercs helyesen van csatlakoztatva (pozitív visszacsatolás), akkor az áramimpulzusok frekvenciája egybeesik az áramkörben keletkezett rezgések frekvenciájával, és az áramimpulzusok azokba a pillanatokba jutnak be az áramkörbe, amikor a kondenzátor töltődik (amikor a kondenzátor felső lemeze pozitív töltésű). Ezért a tranzisztoron áthaladó áramimpulzusok feltöltik a kondenzátort és feltöltik az áramkör energiáját, és az áramkörben lévő rezgések nem csillapodnak.
Ha pozitív visszajelzéssel lassan növeljük az Lw és L tekercsek közötti távolságot, akkor egy oszcilloszkóp segítségével megállapíthatjuk, hogy az önrezgések amplitúdója csökken, és az önrezgések leállhatnak. Ez azt jelenti, hogy gyenge visszacsatolás esetén az áramkörbe belépő energia kisebb, mint a visszafordíthatatlanul belső energiává alakuló energia.
Így a visszacsatolásnak olyannak kell lennie, hogy: 1) az emitter kereszteződésében a feszültség fázisban változik az áramköri kondenzátor feszültségével - ez a generátor öngerjesztésének fázisfeltétele; 2) a visszacsatolás biztosítja, hogy annyi energia kerüljön az áramkörbe, amely az áramkörben bekövetkező energiaveszteség kompenzálásához szükséges - ez az öngerjesztés amplitúdófeltétele.
Az önrezgés frekvenciája megegyezik az áramkör szabad oszcillációinak frekvenciájávalés annak paramétereitől függ.
Az L és C csökkentésével nagy rádiófrekvenciás tartós rezgéseket lehet elérni, amelyeket a rádiótechnikában használnak.
Az egyensúlyi állapotú önlengések amplitúdója, amint a tapasztalatok azt mutatják, nem függ a kezdeti feltételektől, és az önoszcilláló rendszer paraméterei - a forrásfeszültség, az Lw és L közötti távolság, valamint a hurokellenállás határozzák meg.
Oszcillációs áramkör akkor nevezzük ideálisnak, ha tekercsből és kondenzátorból áll, és nincs veszteségállóság.
Vegye figyelembe a fizikai folyamatokat a következő láncban:
1 A kulcs az 1. helyzetben van. A kondenzátor feszültségforrásból kezd töltődni, és az elektromos tér energiája felhalmozódik benne,
azaz a kondenzátor elektromos energiaforrássá válik.
2. Írja be a 2. pozícióba. A kondenzátor elkezd lemerülni. A kondenzátorban tárolt elektromos energia a tekercs mágneses mezőjének energiájává alakul.
Az áramkör áramértéke eléri maximális értékét (1. pont). A kondenzátorlemezeken át a feszültség nullára csökken.
Az 1. ponttól a 2. pontig terjedő periódusban az áram az áram nullára csökken, de amint csökkenni kezd, a tekercs mágneses tere csökken és a tekercsben indukálódik az önindukció EMF-je, amely ellensúlyozza az áram csökkenése, tehát nem hirtelen, hanem simán csökken nullára. Mivel az önindukció EMF-je van, a tekercs energiaforrássá válik. Ebből az EMF-ből kezdve a kondenzátor tölteni kezd, de fordított polaritással (a kondenzátor feszültsége negatív) (a 2. pontban a kondenzátor ismét feltöltődik).
Következtetés: az LC áramkörben az energia folyamatos ingadozása zajlik az elektromos és mágneses mezők között, ezért ezt az áramkört oszcillációs áramkörnek nevezzük.
A keletkező rezgéseket ún ingyenes vagy saját, mivel egy külső áramforrás segítsége nélkül fordulnak elő korábban az áramkörbe (a kondenzátor elektromos mezőjében). Mivel a kapacitás és az induktivitás ideális (nincs veszteségellenállás), és az energia nem hagyja el az áramkört, a rezgések amplitúdója az idő múlásával nem változik, és az oszcillációk száraz.
Határozzuk meg a szabad rezgések szögfrekvenciáját:
Az elektromos és mágneses mezők energiájának egyenlőségét használjuk
Ahol ώ a szabad rezgések szögfrekvenciája.
[ ώ ] = 1 / s
f0= ώ / 2π [Hz].
Szabad rezgési periódus T0 = 1 / f.
A szabad rezgések frekvenciáját az áramkör természetes frekvenciájának nevezzük.
A kifejezésből: = 2LC = 1 kap =L = 1 / Cώ ezért a szabad rezgések frekvenciájú áramkörben az induktív reaktancia megegyezik a kapacitív reaktanciával.
Jellemző ellenállások.
Az induktív vagy kapacitív ellenállást az oszcilláló áramkörben a szabad rezgések frekvenciáján nevezzük jellegzetes ellenállás.
A jellemző ellenállást a következő képletekkel számolják:
5.2 Valódi oszcillációs áramkör
A valódi oszcillációs áramkörnek aktív ellenállása van, ezért amikor az áramkör szabad lengéseinek van kitéve, az előre feltöltött kondenzátor energiája fokozatosan elhasználódik, hővé alakul.
Az áramkör szabad rezgései csillapodnak, mivel az egyes periódusokban az energia csökken, és az egyes periódusokban a rezgések amplitúdója csökken.
Ábra - valódi oszcillációs áramkör.
A szabad rezgések szögfrekvenciája valós oszcillációs áramkörben:
Ha R = 2…, akkor a szögfrekvencia egyenlő nullával, ezért az áramkörben nem keletkeznek szabad oszcillációk.
Így oszcilláló áramkör elektromos áramkörnek nevezzük, amely induktivitásból és kapacitásból áll, és amelynek alacsony az aktív ellenállása, kevesebb mint kétszerese a jellemző ellenállásnak, ami biztosítja az energiacserét az induktivitás és a kapacitás között.
Valódi oszcillációs áramkörben a szabad rezgések annál gyorsabban csillapodnak, annál nagyobb az aktív ellenállás.
A szabad rezgések csillapításának intenzitásának jellemzésére a "kontúr csillapítás" fogalmát használják - az aktív ellenállás és a jellemző ellenállás arányát.
A gyakorlatban olyan értéket használnak, amely a csillapítás reciproka - az áramkör Q-tényezője.
A valós oszcillációs áramkör tartós rezgéseinek eléréséhez minden oszcillációs periódusban szükséges az elektromos energiát az áramkör aktív ellenállásánál a természetes rezgési frekvenciával időben feltölteni. Ez egy generátor segítségével történik.
Ha az oszcilláló áramkört egy váltakozó áramú generátorhoz csatlakoztatja, amelynek frekvenciája eltér az áramkör szabad rezgéseinek frekvenciájától, akkor egy áram áramlik az áramkörben, amely megegyezik a generátor feszültségének frekvenciájával. Ezeket a rezgéseket kényszerítettnek nevezzük.
Ha a generátor frekvenciája eltér az áramkör természetes frekvenciájától, akkor egy ilyen rezgő áramkört nem hangolnak a külső hatás frekvenciájához képest, ha a frekvenciák egybeesnek, akkor be van hangolva.
Egy feladat: Határozza meg az induktivitást, az áramkör szögfrekvenciáját, a jellegzetes impedanciát, ha az oszcilláló áramkör kapacitása 100 pF, a szabad rezgések frekvenciája 1,59 MHz.
Megoldás:
Tesztfeladatok:
8. lecke témakör: FESZÜLTSÉG-VÉLELEM
A feszültségek rezonanciája - a reaktív elemek feszültségnövekedésének jelensége, amely meghaladja az áramkör kapcsain a feszültséget az áramkör maximális áramánál, amely a bemeneti feszültséggel fázisban van.
Rezonancia feltételek:
L és C soros kapcsolása generátorral;
A generátor frekvenciájának meg kell egyeznie az áramkör természetes rezgéseinek frekvenciájával, míg a jellemző ellenállások egyenlőek;
Az ellenállásnak kevesebbnek kell lennie, mint 2ρ, mivel csak ebben az esetben szabad áramlások jelennek meg az áramkörben, külső forrás által támogatva.
Áramkör impedanciája:
mivel a jellemző impedancia egyenlő. Ezért rezonanciánál az áramkör tisztán aktív, ami azt jelenti, hogy a bemenő feszültség és az áram a rezonancia pillanatában fázisban vannak. Az áram maximális értéket vesz fel.
Az áram maximális értékénél az L és a C szakasz feszültsége nagy és egyenlő lesz egymással.
Feszültség az áramkör kapcsain:
Vegye figyelembe a következő kapcsolatokat:
, Következésképpen
Q – Az áramkör Q-tényezője - feszültségrezonancia esetén megmutatja, hogy a reaktív elemek feszültsége hányszor nagyobb, mint az áramkört ellátó generátor bemeneti feszültsége. Rezonanciánál a soros oszcillációs áramkör átviteli együtthatója
rezonancia.
Példa:
Uc = Ul = QU= 100 V,
vagyis a kapocsfeszültség kisebb, mint a kapacitás és az induktivitás feszültsége. Ezt a jelenséget feszültségrezonanciának nevezzük.
Rezonancia esetén az átviteli együttható megegyezik a Q faktorral.
Készítsünk egy vektor feszültségdiagramot
A kondenzátoron átmenő feszültség megegyezik az induktivitás feszültségével, ezért az ellenálláson átmenő feszültség megegyezik a kapcsok közötti feszültséggel és az árammal fázisban van.
Tekintsük az energiafolyamatot egy oszcillációs áramkörben:
Az áramkörben energiacsere zajlik a kondenzátor elektromos mezője és a tekercs mágneses tere között. A tekercs energiája nem kerül vissza a generátorba. A generátorból ekkora mennyiségű energia kerül az áramkörbe, amelyet az ellenállásra fordítanak. Erre azért van szükség, hogy csillapítatlan rezgések figyelhessék meg az áramkört. Az áramkör áramellátása csak aktív.
Bizonyítsuk be matematikailag:
, az áramkör látszólagos teljesítménye, amely megegyezik az aktív teljesítménnyel.
Reaktív teljesítmény.
8.1 Rezonáns frekvencia. Rendellenesség.
Lώ = l / ώC, Következésképpen
, szögrezonancia frekvencia.
A képletből látható, hogy rezonancia akkor lép fel, ha a tápgenerátor frekvenciája megegyezik az áramkör természetes rezgéseivel.
Rezgőkörrel történő munkavégzéskor tudni kell, hogy a generátor és az áramkör természetes rezgéseinek frekvenciája egybeesik-e. Ha a frekvenciák egybeesnek, akkor a kontúr rezonanciára hangolva marad, ha nem egyeznek, akkor a kontúrban van egy hangolás.
Háromféleképpen lehet az oszcillációs áramkört rezonanciára hangolni:
1 Módosítsa a generátor frekvenciáját a kapacitás és az induktivitás const értékeivel, vagyis a generátor frekvenciájának megváltoztatásával ezt a frekvenciát a rezgő áramkör frekvenciájához igazítjuk
2 Változtassa meg a tekercs induktivitását a tápfrekvenciával és a kapacitási konstanssal;
3 Változtassa meg a kondenzátor kapacitását a tápfrekvenciával és az induktivitási konstanssal.
A második és a harmadik módszerben az áramkör természetes frekvenciájának megváltoztatásával a generátor frekvenciájához igazítjuk.
Ha a hurok nincs hangolva, a generátor és a hurok frekvenciája nem egyenlő, vagyis van egy hangolás.
A detune a frekvencia eltérése a rezonáns frekvenciától.
Háromféle detunálás létezik:
Abszolút - a különbség az adott frekvencia és a rezonáns között
Általánosítva - a reaktancia és az aktív ellenállás aránya:
Relatív - az abszolút hangolás és a rezonancia frekvencia aránya:
A rezonanciánál minden detuning nulla ha a generátor frekvenciája kisebb, mint a hurok frekvenciája, akkor a hangolás negatívnak tekinthető,
Ha több - pozitív.
Így a Q tényező jellemzi az áramkör minőségét, az általánosított hangolás pedig a rezonáns frekvenciától való távolságot.
8.2 Függőségek kiépítése x, x L , x C tól től f.
Feladatok:
Hurokellenállás 15 Ohm, induktivitás 636 μH, Kapacitás 600 pF, tápfeszültség 1,8 V. Keresse meg a hurok természetes frekvenciáját, a hurok csillapítását, a jellemző impedanciát, az áramot, az aktív teljesítményt, a Q tényezőt, a feszültséget a hurok kapcsán.
Megoldás:
A generátor kapcsain a feszültség 1 V, a tápellátó hálózat frekvenciája 1 MHz, a minõségi tényezõ 100, a kapacitás pedig 100 pF. Megtalálja: csillapítás, jellemző impedancia, aktív ellenállás, induktivitás, hurokfrekvencia, áram, teljesítmény, kapacitás és induktivitás feszültségek.
Megoldás:
Tesztfeladatok:
9. lecke témája : A szekvenciális oszcillációs áramkör bemeneti és átviteli frekvencia-válasza és fázisválasza.
9.1 Bemeneti frekvencia és fázis válasz.
Soros oszcillációs áramkörben:
R - aktív ellenállás;
X a reaktancia.
Oszcillációs áramkör- elektromos áramkör, amelyben rezgések léphetnek fel az áramkör paraméterei által meghatározott gyakorisággal.
A legegyszerűbb oszcilláló áramkör egy párhuzamosan vagy sorba kapcsolt kondenzátorból és induktivitásból áll.
Kondenzátor C- reaktív elem. Képes felhalmozni és felszabadítani az elektromos energiát.
- Induktor L- reaktív elem. Képes felhalmozni és felszabadítani a mágneses energiát.
Szabad elektromos rezgések párhuzamos áramkörben.
Az induktivitás alapvető tulajdonságai:
Az induktorban áramló áram energiával mágneses teret hoz létre.
- A tekercs áramának változása a mágneses fluxus változását váltja ki, ezáltal EMF keletkezik bennük, ami megakadályozza az áram és a mágneses fluxus változását.
Az áramkör szabad oszcillációinak időszaka LC a következőképpen írható le:
Ha a kondenzátor kapacitással C feszültségre töltve U, töltésének potenciális energiája lesz 
.
Ha induktivitást párhuzamosan csatlakoztat egy feltöltött kondenzátorhoz L, kisülési árama áramlik az áramkörben, mágneses teret hozva létre a tekercsben.
A nulláról növekvő mágneses fluxus EMF-et hoz létre a tekercs áramával ellentétes irányban, ami megakadályozza az áram felépülését az áramkörben, így a kondenzátor nem azonnal, hanem egy idő után lemerül. t 1, amelyet a tekercs induktivitása és a kondenzátor kapacitása határoz meg t 1 = .
Miután letelt az idő t Az 1. ábra szerint, amikor a kondenzátor nullára kerül, a tekercsáram és a mágneses energia maximális lesz.
A tekercs által ebben a pillanatban felhalmozott mágneses energia az lesz.
Ideálisan megfontolva, hurokvesztés nélkül, E C egyenlő lesz E L... Így a kondenzátor elektromos energiája átalakul a tekercs mágneses energiájává.
A tekercs felhalmozott energiájának mágneses fluxusában bekövetkező változás (csökkenés) egy EMF-t hoz létre, amely ugyanabban az irányban folytatja az áramot, és megkezdődik a kondenzátor indukciós árammal történő feltöltésének folyamata. Az idő múlásával a maximumtól nulláig csökken t 2 = t 1, akkor a kondenzátort nulláról a maximális negatív értékre tölti fel ( -U).
Tehát a tekercs mágneses energiája átalakul a kondenzátor elektromos energiájává.
Leírt intervallumok t 1 és t A 2. ábra az áramkör teljes oszcillációjának fele lesz.
A második felében a folyamatok hasonlóak, csak a kondenzátor kisül negatív értékből, az áram és a mágneses fluxus pedig irányt vált. A mágneses energia az idő múlásával ismét felhalmozódik a tekercsben t 3 a pólusok polaritásának megváltoztatásával.
Az oszcilláció utolsó szakaszában ( t 4), a tekercs felhalmozott mágneses energiája a kondenzátort az eredeti értékére tölti fel U(veszteségek hiányában) és az oszcillációs folyamat megismétlődik.
A valóságban a vezetők aktív ellenállásának energiaveszteségei, a fázis- és mágneses veszteségek jelenlétében az oszcillációk amplitúdójában csillapodnak.
Idő t 1 + t 2 + t 3 + t 4 a fluktuációk időszaka lesz 
.
Az áramkör szabad rezgéseinek frekvenciája ƒ = 1 / T
A szabad rezgési frekvencia annak az áramkörnek a rezonancia frekvenciája, amelynél az induktor reaktanciája van X L = 2πfL egyenlő a kondenzátor reaktanciájával X C = 1 / (2πfC).
A rezonancia frekvencia kiszámítása LC-körvonal:
Egy egyszerű online számológépet kínálnak az oszcillációs áramkör rezonáns frekvenciájának kiszámításához.
Probléma megfogalmazás: Sokat tudunk már a mechanikus rezgésekről: szabad és erőltetett rezgésekről, öngerjesztő rezgésekről, rezonanciáról stb. Elkezdjük tanulmányozni az elektromos rezgéseket. A mai lecke témája: szabad elektromágneses rezgések elérése.
Emlékezzünk az elején: Milyen feltételeknek kell megfelelnie egy oszcillációs rendszernek, olyan rendszernek, amelyben szabad oszcillációk léphetnek fel. Válasz: helyreállító erőnek kell keletkeznie az oszcillációs rendszerben, és meg kell valósulnia az energia egyik típusból a másikba történő átalakulásának.
(A bemutató új anyagának elemzése az összes folyamat részletes magyarázatával és az időszak első két negyedévének jegyzetfüzetébe történő bejegyzéssel, a modell szerint írja le a harmadik és negyedik negyedévet otthon).
Az oszcilláló áramkör olyan elektromos áramkör, amelyben szabad elektromágneses rezgések érhetők el. K.K. csak két eszközből áll: egy L induktivitású tekercsből és egy C elektromos kapacitású kondenzátorból. Az ideális oszcillációs áramkörnek nincs ellenállása.
Az energiát kommunikálni K.K.-val, azaz hozza ki az egyensúlyából, ideiglenesen meg kell nyitnia az áramkört, és két kulcsú kulcsot kell tennie. Ha a kulcs zárva van az áramforráshoz, a kondenzátort a maximális töltöttségig töltjük. Ezt K.K. energia elektromos mező formájában. Ha a kulcs a megfelelő helyzetbe van zárva, akkor az aktuális forrás megszakad, K.K. magára hagyta.
Ez az állapot K.K. megfelel a matematikai inga szélsőjobb helyzetének, amikor a nyugalmi állapotból kivették. Az oszcillációs áramkör eltávolításra kerül az egyensúlyi helyzetből. A kondenzátor töltése maximális, a feltöltött kondenzátor energiája pedig az elektromos mező maximális energiája. Megvizsgáljuk az egész folyamatot, amely a periódus negyedében végbemegy benne.
Az első pillanatban a kondenzátort a maximális töltésre töltik fel (az alsó lemez pozitív töltésű), a benne lévő energia az elektromos mező energiája formájában koncentrálódik. A kondenzátor önmagában zárva van, és kisülni kezd. Coulomb törvénye szerint a pozitív töltések vonzódnak a negatívakhoz, és az óramutató járásával ellentétes irányú kisülési áram keletkezik. Ha nem lenne induktor az áram útjában, akkor minden azonnal megtörténne: a kondenzátor egyszerűen lemerülne. A felhalmozott töltések kompenzálnák egymást, az elektromos energia hővé alakulna. De a tekercsben mágneses mező keletkezik, amelynek irányát a hüvelykujj szabálya alapján lehet meghatározni - "fel". A mágneses mező növekszik, és megjelenik az önindukció jelensége, amely megakadályozza a benne lévő áram növekedését. Az áram nem azonnal, hanem fokozatosan nő az időszak teljes 1. negyedévében. Ez idő alatt az áram addig nő, amíg a kondenzátor támogatja. Amint a kondenzátor lemerül, az áram már nem nő, eléri maximális érték... A kondenzátor lemerült, a töltés 0, ami azt jelenti, hogy az elektromos tér energiája 0. De a tekercsben a maximális áram folyik, a tekercs körül mágneses mező van, ami azt jelenti, hogy az elektromos mező energiája átalakultak a mágneses tér energiájává. Az időszak 1. negyedévének végére az áram KK-ban maximális, az energia mágneses tér formájában koncentrálódik a tekercsben. Ez megfelel az inga helyzetének, amikor áthalad az egyensúlyi helyzeten.
Az időszak 2. negyedévének kezdetén a kondenzátor lemerül, az áram elérte maximális értékét, és azonnal el kellett volna tűnnie, mert a kondenzátor nem támogatja. És az áram valóban hirtelen csökkenni kezd, de átfolyik a tekercsen, és felmerül benne az önindukció jelensége, amely megakadályozza a mágneses mező minden olyan változását, amely ezt a jelenséget kiváltja. Az önindukciós EMF egy eltűnő mágneses teret tart fenn, az indukciós áram iránya megegyezik a meglévőével. A K.K. az áram az óramutató járásával ellentétes irányba áramlik - egy üres kondenzátorba. A kondenzátor felhalmozódik elektromos töltés- a felső lemezen - pozitív töltés... Az áram addig folyik, amíg a mágneses mező fenntartja, az időszak 2. negyedévének végéig. A kondenzátor a maximális töltöttségig tölti fel (ha nem történik energiaszivárgás), de az ellenkező irányba. Azt mondják, a kondenzátor túl van töltve. Az időszak 2. negyedévének végére az áram eltűnik, ami azt jelenti, hogy a mágneses tér energiája egyenlő 0-val. A kondenzátor újratöltődik, töltése egyenlő (- maximum). Az energia koncentrálódik elektromos tér energiája formájában. Ebben a negyedévben megtörtént a mágneses tér energiájának átalakítása az elektromos tér energiájává. Az oszcillációs áramkör állapota megfelel az inga olyan helyzetének, amelyben a bal szélső helyzetbe tér vissza.
Az időszak 3. negyedévében minden ugyanúgy történik, mint az 1. negyedévben, csak az ellenkező irányba. A kondenzátor kisülni kezd. A kisülési áram fokozatosan növekszik, az egész negyedév folyamán, mert gyors növekedését az önindukció jelensége akadályozza. Az áram a maximális értékig emelkedik, amíg a kondenzátor lemerül. A 3. negyedév végére az elektromos tér energiája teljesen átalakul mágneses tér energiává, ha nincs szivárgás. Ez megfelel az inga helyzetének, amikor ismét áthalad az egyensúlyi helyzeten, de ellentétes irányba.
Az időszak 4. negyedévében minden ugyanúgy történik, mint a 2. negyedben, csak az ellenkező irányba. A mágneses tér által támogatott áram fokozatosan csökken, amelyet az önindukciós EMF támogat, és feltölti a kondenzátort, azaz visszaállítja eredeti helyzetébe. A mágneses tér energiája átalakul az elektromos mező energiájává. Ami megfelel a matematikai inga eredeti helyzetébe való visszatérésének.
A figyelembe vett anyag elemzése:
1. Tekinthető-e egy rezgő áramkör oszcilláló rendszernek? Válasz: 1. Az oszcillációs áramkörben az elektromos tér energiája átalakul a mágneses tér energiájává és fordítva. 2. Az önindukció jelensége a helyreállító erő szerepét tölti be. Ezért tekintsük az oszcillációs áramkört oszcillációs rendszernek. 3. Oszcillációk K.K. szabadnak tekinthető.
2. Lehetséges-e a K.K. harmonikusnak tekintik? Elemezzük a kondenzátorlapok töltésének nagyságának és előjelének változását, valamint az áram pillanatnyi értékét és irányát az áramkörben.
A grafikon a következőket mutatja:
3. Mi ingadozik az oszcilláló áramkörben? Milyen fizikai testek oszcillálnak? Válasz: az elektronok rezegnek, szabad rezgéseket hoznak létre.
4. Milyen fizikai mennyiségek változnak az oszcillációs áramkör működése során? Válasz: az áramkör áramát, a kondenzátor töltését, a kondenzátorlemezeken levő feszültséget, az elektromos tér energiáját és a mágneses tér energiáját megváltoztatja.
5. Az oszcillációs áramkör oszcillációs periódusa csak az L tekercs induktivitásától és a C kondenzátor kapacitásától függ. Thomson képlete: T = 2π összehasonlítható a mechanikus rezgések képleteivel.
Az elektromos oszcilláló áramkör olyan rendszer, amely elektromágneses rezgéseket generál és tart fenn. Legegyszerűbb formájában ez egy áramkör, amely sorba kapcsolt L induktivitású tekercsekből, egy C kapacitású kondenzátorból és egy R ellenállású ellenállásból áll (129. ábra). Amikor a P kapcsolót 1. helyzetbe állítjuk, a C kondenzátort feltöltjük a feszültségre U T... Ebben az esetben elektromos tér képződik a kondenzátor lemezei között, amelynek maximális energiája
Amikor a kapcsolót a 2. pozícióba helyezzük, az áramkör bezárul, és a következő folyamatok zajlanak benne. A kondenzátor kisülni kezd, és áram áramlik az áramkörön én,
amelynek értéke nulláról a maximális értékre nő 
majd ismét nullára csökken. Mivel az áramkörben váltakozó áram folyik, a tekercsben EMF indukálódik, ami megakadályozza a kondenzátor kisütését. Ezért a kondenzátor kisütésének folyamata nem azonnal, hanem fokozatosan történik. A tekercsben megjelenő áram hatására mágneses mező keletkezik, amelynek energiája 
értékű áramnál éri el maximális értékét 
... A mágneses tér maximális energiája egyenlő lesz
A maximális érték elérése után a hurokban lévő áram csökkenni kezd. Ebben az esetben a kondenzátor túltölt, a tekercsben lévő mágneses mező energiája csökken, és a kondenzátorban lévő elektromos mező energiája nő. A maximális érték elérésekor. A folyamat megismétlődik, és az elektromos és mágneses mezők rezgései lépnek fel az áramkörben. Ha feltételezzük, hogy az ellenállás 
(vagyis a fűtésre nem fogyasztanak energiát), akkor az energia megmaradásának törvénye szerint a teljes energia az Wállandó marad
és 
;
.
Az áramkört, amelyben nincs energiaveszteség, ideálisnak nevezzük. Az áramkör feszültsége és árama a harmonikus törvény szerint változik
;
ahol 
- kör alakú (ciklikus) rezgési frekvencia 
.
A körfrekvencia összefügg a rezgési frekvenciával 
és a T arány ingadozásának periódusai.
H 
és ábra. A 130. ábra az U feszültség és az I áram változásainak grafikonjait mutatja az ideális oszcillációs áramkör tekercsében. Látható, hogy az áram fázisban elmarad a feszültségtől 
.
;
;
- Thomson képlete.
Abban az esetben, ha az ellenállás 
, Thomson képlete formát ölt
.
Maxwell elméletének alapjai
Maxwell elmélete egy tetszőleges töltés- és áramrendszer által létrehozott egységes elektromágneses mező elmélete. Elméletileg az elektrodinamika fő problémája megoldódott - a töltések és áramok adott eloszlása szerint megtalálhatók az általuk létrehozott elektromos és mágneses mezők jellemzői. Maxwell elmélete az elektromos és elektromágneses jelenségeket leíró legfontosabb törvények általánosítása - az Ostrogradsky-Gauss-tételek elektromos és mágneses mezőkre, a teljes áram törvénye, az elektromágneses indukció törvénye és az elektromos térerő-vektor keringésére vonatkozó tétel. . Maxwell elmélete fenomenológiai, azaz. nem veszi figyelembe a környezetben előforduló és elektromos és mágneses mezők megjelenését okozó jelenségek belső mechanizmusát. Maxwell elméletében a közeget három jellemző - a dielektromos ε és a mágneses μ permittivitás és a fajlagos elektromos vezetőképesség γ - felhasználásával írják le.
