Teorija

Elektromagnētiskās svārstības
Vienkāršākais veids, kā iegūt brīvas elektromagnētiskās svārstības ir svārstību kontūrs, kas sastāv no spoles un kondensatora.
Konturs1a.png
 
Svarīgi!
Elektromagnētiskās svārstības norisinās svārstību kontūrā, kur periodiski mainās elektriskā un magnētiskā lauka raksturojošie lielumi.
Lādiņi pārvietojas svārstību kontūrā un rada mainīgu elektrisko un magnētisko lauku. Elektriskais lauks veidojas kondensatorā un magnētiskais  lauks veidojas spolē. Pastāvīgi mainoties elektriskajam un magnētiskajam laukam, veidojas elektromagnētiskās svārstības, kas izplatās kā elektromagnētiskie viļņi.
Piemērs:
Attēlā ir parādīts elektriskā un magnētiskā lauka izmaiņas svārstību kontūrā. Ar zilām līnijām ir attēlots elektriskais lauks kondensatorā un violetām līnijām magnētiskais lauks spolē.sv.konturs1.PNG
u - momentānais spriegums starp kondensatora plāksnēm, i - momentānais strāvas stiprums spolē. 
Brīdī, kad spriegums kondensatorā ir maksimālais, tad strāvas stiprums spolē ir vienāds ar nulli. Šajā laika momentā visa svārstību enerģija ir koncentrējusies elektriskā laukā.
Bet kad strāvas stiprums spolē ir maksimālais, tad spriegums kondensatorā ir vienāds ar nulli. Šajā laika momentā visa svārstību enerģija ir koncentrējusies magnētiskā laukā.
 
Elektromagnētisko svārstību norise. Attēlā ir attēlota puse no pilnas elektromagnētiskās svārstības kontūrā.
Konturs2a.png
1. Uzlādētā kondensatorā ir uzkrāta elektriskā lauka enerģija.

2. Kondensators pakāpeniski izlādējas un caur spoli, kā rezultātā samazinās uzkrātais lādiņš kondensatorā  un elektriskā lauka enerģija. Plūstošās izlādes strāvas stiprums spolē pakāpeniski pieaug, kā rezultātā spolē pieaug arī magnētiskais lauks. Tā tas turpinās līdz brīdim, kad kondensators ir izlādējies, bet strāva spolē ir sasniegusi maksimālo vērtību.

3. Kondensators ir pilnībā izlādējies, bet strāva spolē ir sasniegusi maksimālo vērtību. Sākotnējā kondensatora elektriskā lauka enerģija ir pilnībā pārveidojusies par spoles magnētiskā lauka enerģiju. Magnētiskais lauks inducē spolē pašindukcijas elektrodzinējspēku, kā rezultātā lādiņi neapstājas, kaut arī spriegums kondensatorā ir nulle.

4. Spoles pašindukcijas elektrodzinējspēka dēļ lādiņi turpina kustēties un pakāpeniski uzlādējas kondensators. Rezultātā palielinās kondensatora elektriskais lauks. Kondensatora elektriskais lauks darbojas spoles pretī spoles pašindukcijas elektrodzinējspēkam un to pakāpeniski samazina līdz nullei. Rezultātā samazinās spoles magnētiskais lauks.

5. Kondensators ir pilnībā uzlādējies, bet spolē esošās strāvas vērtība ir nulle. Spoles magnētiskā lauka enerģija ir pilnībā pārveidojusies atpakaļ par kondensatora elektriskā lauka enerģiju. Tā kā kondensators ir uzlādējies pretējā virzienā, tad uzkrātā elektriskā lauka virziens ir pretējs sākotnējam.

Uzreiz pēc 5. punkta sākas kondensatora izlāde no jauna un process atkal atkārtojas tikai pretējā virzienā.

 
Ja spoles vada pretestība būtu vienāda ar nulli, tad svārstības kontūrā turpinātos bezgalīgi ilgi un to varētu saukt par ideālu svārstību kontūru. Bet tā kā spoles vadam ir pretestība, tas silst un katrā svārstību periodā daļa elektriskā lauka un magnētiskā lauka enerģijas pārvēršas siltumā un strāvas svārstību amplitūda samazinās.
 
Atsauce:
http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_12/index.htmlyu8
E. Šilters, V. Reguts, A. Cābelis, I. Vilks Fizika 12. klasei. Lielvārds 2008