Vypracovala: B. Horváthová
 
 

Najjednoduchším príkladom elektrického obvodu v ktorom sa premieňa elektromagnetická energia je obvod s cievkou a kondenzátorom. Základná vlastnosť cievky je jej indukčnosť L a kapacita kondenzátora C.


Obvod na obrázku voláme LC obvod, alebo oscilačný obvod. L a C sú parametre oscilačného obvodu.

Kmitanie oscilačného obvodu môžeme pozorovať pomocou osciloskopu. V oscilačnom obvode prebieha elektromagnetické kmitanie. Kondenzátor je časť obvodu, v ktorej možno sústrediť elektrickú energiu. Jej veľkosť môžeme vyjadriť vzťahom
,
kde Q je náboj kondenzátora a C je jeho kapacita.

 
Nabitý kondenzátor je zdrojom prúdu v cievke. V okolí cievky vzniká magnetické pole s magnetickou energiou

Vzájomné premeny energie kondenzátora a cievky sa prejavujú ako kmitanie oscilačného obvodu.

 

Z časového diagramu vyplývajú dôležité závery. Amplitúdy prúdu a napätia v oscilačnom obvode sa postupne zmenšujú. Príčinou je odpor oscilačného obvodu. Nastáva tlmenie kmitov. Vlastné kmitanie elektromagnetického oscilátora je vždy tlmené.

 
Zmeny napätia a prúdu v oscilačnom obvode sú harmonické, ale obe krivky sú navzájom posunuté o 1/4 periódy, fázový rozdiel je

 
V okamihu, keď je prúd v obvode nulový, napätie a teda aj náboj na kondenzátore sú najväčšie. Maximálnej hodnote prúdu zodpovedá nulový náboj kondenzátora. To znamená, že v elektromagnetickom oscilátore sa periodicky mení elektrická energia na magnetickú a naopak.

 
Na obrázku je schematické znázornenie dejov v oscilačnom obvode počas jednej periódy. v začiatočnom okamihu, keď je napätie kondenzátora najväčšie, je medzi platňami elektrické pole a jeho intenzita má najväčšiu hodnotu.

 
Prúd v cievke sa zvyšuje z nulovej hodnoty až na najvyššiu hodnotu, ktorú dosiahne v okamihu, keď napätie na platniach kondenzátora kleslo na nulovú hodnotu. Elektrické pole medzi doskami kondenzátora zaniklo, ale v okolí cievky vzniklo magnetické pole. Energia magnetického poľa má najväčšiu hodnotu v okamihu, keď má energia elektrického poľa nulovú hodnotu.
 
 
Keď je kondenzátor vybitý, nemôže sa prúd ďalej zvyšovať, znižuje sa a jeho zmenu sprevádza indukcia elektromotorického napätia v cievke.

 
Podľa Lenzovho zákona je vzniknuté napätie príčinou indukovaného prúdu, ktorý má súhlasný smer so smerom prúdu v prvej fáze deja. Kondenzátor sa postupne nabíja, napätie medzi platňami dosahuje najväčšiu hodnotu v okamihu, keď prúd klesol na nulovú hodnotu a magnetické pole zaniklo. Polarita platní kondenzátora je opačná ako v prvej fáze deja.

 
V druhej polovici periódy sa opísaný dej opakuje, ale s opačnými nábojmi. Za dobu kmitu T nastane stav totožný sa stavom v začiatočnom okamihu.