21.1电磁振荡的产生以及振荡电路中的能量变化

先提出两个概念，振荡电流以及振荡电路。

大小和方向都呈现周期性的迅速的变化的电流称为振荡电流，能产生振荡电流的电路称为振荡电路，高中物理阶段比较重要的振荡电路就是线圈和电容器组成的LC振荡电路。

对于LC振荡电路来说，电容器上的电量变化，以及电路中的电流的变化如下图所示：

我们从电容器开始放电开始分析。

当电容器开始放电时，电路中会有电流，不过由于线圈的自感作用，电路的中的电流并不能立刻达到最大值，而是逐渐增大，当电容器放电完毕，即当电容器两板上的电量减小到零时，电路中的电流达到最大值；
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电容器放电结束后，由于线圈的自感作用，电路中的电流并不能立刻减小到零，而是逐渐减小，由于电流继续按照原来的方向流动，电容器开启了反向充电的过程，电容器两板开始带上与原来电性相反的电荷，当电流减小到零时，电容器反向充电完毕，电容器的电量达到最大值。

此后，电容器就会再开始放电以及反向充电，如此反复。

如果在上述过程中，没有能量损耗，那么就会一直周而复始运行下去。

在上面的分析过程中，电路中的电容器的电量q，电流i、电容器的电场强度E以及自感线圈的磁感应强度B都呈现周期性变化，这种现象就是电磁振荡。

我们再从能量转化的角度再来看下上面的电磁振荡。

电容器刚开始放电时，此时电容器的电荷量最大，两板间的电场强度最强，此时的电场能最大，随着电容器的放电过程，电场能逐渐减小，线圈的磁场能逐渐增大，电场能逐渐在往磁场能转化，直到电容器放电完毕，电场能为零，磁场能最大，电场能完全转化为了磁场能。

电容器反向充电时，电流逐渐减弱，线圈中的磁场能逐渐减弱，电容器两板间的电场能逐渐增强，磁场能逐渐向电场能转化，直到电容器反向充电完毕，磁场能减小到零，电场能最大，磁场能完全转化为了电场能。

从以上分析，可以知道，振荡电路电磁振荡的过程伴随着电场能与磁场能周期性的转化。

最后介绍下LC振荡电路的电磁振荡的周期和频率。

理论分析表明，电磁振动的周期与线圈的电感L，以及电容器的电容C都有关系，具体关系式为：

所以，频率f的计算公式为：

以上就是关于电磁振荡的产生以及能量变化的介绍，供大家学习和参考。