Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре

Механические колебания представляют собой вид движения тел. На все вопросы, касающиеся таких колебаний, можно получить ответ в кинематике и динамике. Наряду с механическими колебаниями и колебательными системами существуют электрические колебания и колебательные системы. Для техники такие системы имеют еще большее значение, чем механические.

Возникает вполне закономерный вопрос: что именно и каким образом колеблется в этом случае?

Может колебаться электрический заряд на обкладках конденсатора, электрический ток в проводниках, электродвижущая сила на клеммах генератора, напряжение на каком-либо сопротивлении и т. д. Таким образом, в данном случае колеблются электрические величины. В данном случае, говоря о колебаниях электрических величин, подразумевается, что они не остаются постоянными, а меняются с течением времени. Также, подобно тому, как не всякое механическое движение является колебанием, так и не всякое изменение электрических величин со временем есть электрическое колебание.

Для механических колебаний существенной чертой является повторяемость движения, то есть его периодичность. Эта же черта является существенной и для электрических колебаний. Если изменение какой-либо электрической величины, например тока, происходит периодически, повторяясь, то можно назвать такое изменение электрическим колебанием. Примером такого процесса является всем нам известный переменный ток в осветительной электросети, который меняется по закону гармонического колебания.

Электрические колебания человек не может воспринимать непосредственно, подобно тому как он воспринимает колебания механические, например, видит колебания маятника или слышит колебания камертона. Однако, мы знаем, что и электрически заряженные тела, и проводники, по которым течет электрический ток, взаимодействуют между собой с некоторыми силами. На измерении этих сил основано измерение самих электрических величин: зарядов, токов, напряжений и т. д. Благодаря этим силам получается механическое движение в электродвигателях. С помощью этих же (электростатических и электродинамических) сил можно самыми различными способами превратить электрические колебания в механические. Например, одним из способов превращения колебаний тока в механические колебания состоит в использовании поворота катушки с током в магнитном поле. На этом основано устройство осциллографа.