電磁振蕩和電磁波公式總結(jié)
電磁振蕩是指在電路中，電荷和電流以及與之相聯(lián)系的電場(chǎng)和磁場(chǎng)周期性地變化，同時(shí)相應(yīng)的電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能在儲(chǔ)能元件中不斷轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。下面給大家分享電磁振蕩和電磁波公式總結(jié)，歡迎參考！
電磁振蕩和電磁波公式總結(jié)
1.LC振蕩電路T=2f=1/T {f:頻率(Hz)，T:周期(s)，L:電感量(H)，C:電容量(F)｝
2.電磁波在真空中傳播的速度c=3.00108m/s，=c/f {:電磁波的波長(zhǎng)(m)，f:電磁波頻率｝
注:
(1)在LC振蕩過(guò)程中,電容器電量最大時(shí)，振蕩電流為零;電容器電量為零時(shí)，振蕩電流最大;
(2)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論:變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生磁(電)場(chǎng);
(3)其它相關(guān)內(nèi)容：電磁場(chǎng)〔見(jiàn)第二冊(cè)P215〕/電磁波〔見(jiàn)第二冊(cè)P216〕/無(wú)線電波的發(fā)射與接收〔見(jiàn)第二冊(cè)P219〕/電視雷達(dá)〔見(jiàn)第二冊(cè)P220〕。
原理
如果電路中除電容、電感外還有電阻 ，即有能量損耗，但無(wú)電源，則電流和電荷的振幅逐漸衰減為零，開始時(shí)儲(chǔ)存的電磁場(chǎng)能通過(guò)電阻上散發(fā)的焦耳熱不斷損耗殆盡。這種電磁振蕩稱為阻尼振蕩。如果在由電容、電感和電阻組成的電路中還有交流電源，電源的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正弦或余弦函數(shù)變化，則由于電源不斷提供能量，補(bǔ)償在電阻上的能量損耗，穩(wěn)定后電路中電流、電荷的振幅將保持恒定。這種電磁振蕩稱為受迫振蕩，受迫振蕩的頻率等于交流電源的頻率。電磁振蕩的上述特征在一些電磁測(cè)量?jī)x表（如靈敏電流計(jì)，沖擊電流計(jì)）中有重要應(yīng)用。
過(guò)程
電容器通過(guò)自感線圈放電，由于自感作用總是阻礙電流的變化，所以電路里的電流不能立刻達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大．這時(shí)，線圈周圍的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，電容器里的電場(chǎng)因極板上電荷逐漸減少而逐漸減弱。這樣，電路里的電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能．當(dāng)電容器放電完畢，Q=0時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能．
電容器放電完畢，由于自感作用，電路中仍然保持有原來(lái)方向的電流，但逐漸減弱，這樣就使電容器逐漸充電，不過(guò)兩極所帶的電荷符號(hào)都跟原來(lái)的相反．充電完畢，電流減小到零，磁場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能．
此后，上述的全部過(guò)程反復(fù)地循環(huán)下去，在電路中就出現(xiàn)了振蕩電流．這種電場(chǎng)和磁場(chǎng)的周期性變化叫做電磁振蕩．在電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能同時(shí)發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化．
電諧振
電磁系統(tǒng)中，儲(chǔ)能元件內(nèi)電能與磁能不斷相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程叫做電磁振蕩；若系統(tǒng)受到外界周期性的電磁激勵(lì)，且激勵(lì)的頻率等于系統(tǒng)的自由振蕩頻率，則系統(tǒng)與激勵(lì)源間形成電諧振。
產(chǎn)生電磁振蕩的最簡(jiǎn)單的實(shí)例是由電阻R、電感線圈L和電容器C所組成的振蕩回路，使其電容器C中儲(chǔ)存的電能與電感線圈L中儲(chǔ)存的磁能不斷地相互轉(zhuǎn)換。單回路振蕩電路。
LC振蕩電路簡(jiǎn)介：
最簡(jiǎn)單的振蕩電路是由自感線圈和電容器共同構(gòu)成，被稱為L(zhǎng)C回路。在此類電路中，會(huì)產(chǎn)生大小和方向均呈現(xiàn)周期性變化的電流，這種電流被稱為振蕩電流。
電磁振蕩的本質(zhì)
(1) 從振蕩的表象來(lái)看，LC振蕩實(shí)質(zhì)上是線圈L對(duì)電容器C進(jìn)行充放電的過(guò)程。
(2) 深入物理本質(zhì)，LC振蕩過(guò)程中，磁場(chǎng)能和電場(chǎng)能通過(guò)充放電的方式實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。
振蕩的周期與頻率
電磁振蕩完成一次完整的周期性變化所需的時(shí)間稱為周期。而每秒鐘內(nèi)所完成的周期性變化次數(shù)則定義為頻率。在電磁振蕩過(guò)程中，若無(wú)能量損失且不受外界干擾，則此時(shí)的振蕩周期和頻率被稱為振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期與頻率。根據(jù)理論推導(dǎo)，振蕩電路的周期T和頻率f與其自感系數(shù)L及電容C之間存在以下關(guān)系：
振蕩的周期與頻率
電磁振蕩完成一次完整的周期性變化所需的時(shí)間，我們稱之為周期。而每秒鐘內(nèi)所完成的周期性變化次數(shù)，則被定義為頻率。在電磁振蕩的過(guò)程中，若無(wú)能量損失且不受外界干擾，此時(shí)的振蕩周期和頻率便被稱為振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期與頻率。通過(guò)理論推導(dǎo)，我們發(fā)現(xiàn)振蕩電路的周期T和頻率f與其自感系數(shù)L及電容C之間存在以下關(guān)系：
【素材1】
f=1/T
值得注意的是，一旦電路確定，其周期與頻率便成為定值，與電路中電流的大小及電容器上帶電量多少無(wú)關(guān)。
LC振蕩過(guò)程的階段分析與特殊狀態(tài)
LC振蕩過(guò)程可以分為幾個(gè)階段來(lái)詳細(xì)分析。在O、tt4時(shí)刻，線圈中的振蕩電流i為0，此時(shí)磁場(chǎng)能處于最小狀態(tài)，而電容器極板間的電壓u則達(dá)到最大值，意味著電場(chǎng)能最多。相反，在tt3時(shí)刻，振蕩電流和磁場(chǎng)能均達(dá)到最大值，而電壓為0，電場(chǎng)能最少。進(jìn)一步觀察，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：在O→t1和t2→t3的階段中，電流逐漸增強(qiáng)，磁場(chǎng)能增多，同時(shí)電壓降低，電場(chǎng)能減小。這個(gè)階段是電容器放電的過(guò)程，即電場(chǎng)能被轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。而在t1→t2和t3→t4的階段中，電流逐漸減弱，磁場(chǎng)能減小，而電壓則升高，電場(chǎng)能增多。這個(gè)階段則是電容器充電的過(guò)程，即磁場(chǎng)能被轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能。
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