Генератор электромагнитных колебаний

Электромагнитные волны высокой частоты излучаются при электромагнитных колебаниях высокой частоты. Такие колебания создаются и поддерживаются генератором электромагнитных колебаний.

Основной элемент такого генератора — колебательный контур, состоящий из катушки (её называют катушкой индуктивности) и конденсатора (рис. 22.4). Напомним, что конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), на которых находятся равные по модулю разноимённые электрические заряды.

Как возникают колебания в колебательном контуре?

Если зарядить конденсатор (рис. 22.4, а), он начнёт разряжаться и через катушку пойдёт электрический ток (рис. 22.4, б). Вследствие явления самоиндукции сила тока в катушке будет увеличиваться не скачком, а постепенно и достигнет максимума, когда конденсатор разрядится (рис. 22.4, в).

Но — опять же вследствие самоиндукции — ток в катушке при этом не прекратится мгновенно, а будет продолжать идти ещё какое-то время в том же направлении, теперь заряжая конденсатор (рис. 22.4, г). Ток в катушке прекратится только тогда, когда первоначальные заряды на обкладках конденсатора «поменяются местами», то есть модули зарядов на обкладках конденсатора станут такими, какими они были первоначально, но знаки зарядов будут противоположными (рис. 22.4, д).

Электромагнитные колебания — первая половина периода

Рис. 22.4. Электромагнитные колебания — первая половина периода

После этого конденсатор снова начнёт разряжаться (рис. 22.5, а—д), и ток снова пойдёт через катушку, но теперь в обратном направлении. В результате колебательный контур вернётся в «исходное состояние». Описанный процесс перезарядки конденсатора через катушку периодически повторяется — это и есть электромагнитные колебания.

Электромагнитные колебания — вторая половина периода

Рис. 22.5. Электромагнитные колебания — вторая половина периода

Мы видим, что в колебательном контуре происходят периодические превращения энергии. При разрядке конденсатора энергия электрического поля в конденсаторе превращается в энергию магнитного поля в катушке, а затем энергия магнитного поля снова превращается в энергию электрического поля.

При излучении электромагнитных волн расходуется энергия, поэтому колебательный контур необходимо «подпитывать» энергией. Для этого колебательный контур периодически подключается к источнику тока. Этими подключениями «управляет» сам колебательный контур с помощью транзистора (см. §17. Полупроводники и полупроводниковые приборы).