振盪電路

完美的電容器和線圈。振盪是如何發生的，當線圈的磁場增加和消失時，電子在何處移動。

振盪電路是由線圈和電容器組成的閉合電路。讓我們用字母 L 表示線圈的電感，用字母 C 表示電容器的電容量。振盪電路是最簡單的電氣系統，其中可以發生自由諧波電磁振盪。

當然，一個真正的振盪電路總是不僅包括一個電容C和一個電感L，還有連接線，其中肯定有一個有源電阻R，但電阻不在本文的討論範圍內，你可以了解一下在振動系統的品質因數部分。因此，我們考慮一個理想的振盪器電路並從一個電容器開始。

假設有一個完美的電容器。讓我們將其從電池充電至電壓 U0，即在其極板之間產生電勢差 U0，使其在上板變為“+”，在下板變為“-”，如通常所示。

這是什麼意思？這意味著在外力源的幫助下，我們會將一部分負電荷 Q0（由電子組成）從電容器的上極板移動到其下極板。結果，電容器的底板上會出現過量的負電荷，而頂板將恰好缺少該數量的負電荷，這意味著正電荷過多。畢竟，最初電容器沒有充電，這意味著它的兩個極板上的相同符號的電荷是絕對相等的。

所以， 充電電容器，上板相對於下板帶正電（因為缺少電子），下板相對於上板帶負電。原則上，對於其他物體，電容器是電中性的，但在其電介質內部存在一個電場，相對板上的相反電荷通過該電場相互作用，即它們傾向於相互吸引，但電介質，就其本質而言, 不允許這種情況發生。此時電容的能量最大，等於ECm。

現在讓我們採用一個理想的電感器。該路徑由完全沒有電阻的電線製成，也就是說，它具有完美的傳遞電荷的能力而不干擾它。讓我們將線圈與新充電的電容器並聯。

會發生什麼？電容器板上的電荷，和以前一樣，相互作用，傾向於相互吸引，——來自下板的電子傾向於返回上板，因為當電容器充電時，它們從那裡被力拖到下板.電荷系統趨向於恢復到電平衡狀態，然後連接一個線圈——將一根電線擰成螺旋狀，具有電感（當電流通過它時防止電流被磁場改變的能力） ！

來自下極板的電子通過線圈的導線沖向電容器的上極板（我們可以說正電荷同時沖向下極板），但它們不能立即滑到那裡。

為什麼？因為線圈有電感，通過它的電子已經是電流了，又因為有電流就意味著它的周圍一定有磁場。所以進入線圈的電子越多，電流就越大，磁場就越大線圈周圍出現。

當來自電容器底板的所有電子都進入線圈時——線圈中的電流將達到最大值 Im，它周圍的磁場將是該移動電荷在其導體中產生的最大磁場。此時，電容器完全放電，其極板之間的電介質中的電場能量 EC0 等於零，但所有這些能量現在都包含在線圈 ELm 的磁場中。

然後線圈的磁場開始變小，因為沒有任何東西支持它，因為沒有更多的電子在線圈中進出，沒有電流，線圈周圍消失的磁場產生渦電場在它的電線中，將電子進一步推向它們如此渴望的頂板電容器。並且在所有電子都在電容器上極板上的那一刻，線圈的磁場變為零EL0。現在電容器的充電方向與一開始充電的方向相反。

電容器的上板現在帶負電，下板帶正電。線圈仍然連接，它的導線仍然為電子流動提供自由路徑，但電容器極板之間的電勢差再次出現，儘管與原來的符號相反。

並且電子再次沖入線圈，電流變為最大，但由於現在指向相反的方向，因此會在相反的方向產生磁場，當所有電子返迴線圈時（當它們向下移動時） ，磁場不再累積，現在開始減弱，電子被推得更遠——到達電容器的下極板。

而當線圈的磁場變為零的那一刻，它完全消失了，——電容器的上極板相對於下極板再次帶正電。電容器的狀況與開始時的狀況相似。一個振蕩的完整週期發生了。依此類推.. 這些振蕩的週期取決於線圈的電感和電容器的電容，可以通過湯姆森公式找到：