Elektriske svingninger er svingninger av elektrisk strøm i en strømkrets hvor en kondensator og en spole er koblet i serie (svingekrets).
elektriske svingninger
Elektriske svingninger. 1. Analogi mellom mekaniske og elektriske svingninger. Selve svingebevegelsene starter i situasjonsbilde 2. Da blir kulen, som er skjøvet noe til venstre, sluppet. Samtidig blir strømkildens forbindelse med kondensatorplatene til høyre brutt. I startøyeblikket er tiden t = 0. I situasjon 3 er t = 1/4T. T er svingetiden for begge systemene. Se ellers artikkelteksten.
Elektriske svingninger. 2. Grafisk fremstilling av en dempet svingning.
Egenskaper
Figur 1 illustrerer analogien mellom svingninger i en fjær og elektriske svingninger i en krets som der en spole og en kondensator er koplet i serie. Bildene til høyre angir den elektriske tilstand i svingekretsen, mens bildene til venstre viser en mekanisk analogi, nemlig bevegelsestilstanden til en kule som er opphengt elastisk i to fjærer og utfører en mekanisk svingning analog til den elektriske. Kondensatoren tenkes tilført elektrisk ladning ved de to ledningene som deretter fjernes (1,2). Ladningen på kondensatoren, antydet ved tegnene + og −, vil lades ut gjennom spolen, og det begynner å gå en strøm gjennom denne (3). I den mekaniske analogien tilsvarer kondensatorens ladning at kulen er trukket over mot venstre. Når kulen slippes, beveger den seg tilbake på samme måte som den elektriske strøm søker å utjevne ladningen. Når kulen kommer tilbake til midtstillingen (3), har den fart og fortsetter derfor videre mot høyre til den stopper (4) og går tilbake (5).
I den elektriske prosessen sørger induksjon for at strømmen fortsetter etter at kondensatoren er utladd (3), og lader derved kondensatoren opp på nytt, men med motsatt fortegn (4). Deretter gjentar samme prosess seg, men nå i motsatt retning.
Selvinduktansen i spolen tilsvarer kulens masse (treghet), som forårsaker at kulen beveger seg forbi likevektsstillingen. Så lenge prosessen foregår, går det en vekselstrøm gjennom spolen. Energien knyttet til svingningene skifter hele tiden mellom elektrisk energi i kondensatorfeltet og magnetisk energi i spolens magnetiske felt. På grunn av tap som har sammenheng med at det alltid vil være noe resistans i en elektrisk krets, blir energien etter hvert brukt opp, så svingningene avtar i styrke. Dette kalles dempet svingning (figur 2).
Strømmen veksler fra positiv til negativ samtidig som maksimalverdiene stadig avtar. Forholdet mellom to på hverandre følgende positive amplituder kalles dempningsforholdet. Tidsavstanden mellom dem kalles svingetiden. Antallet svingninger per sekund kalles frekvensen. Som enhet for frekvens brukes 1 hertz = 1 svingning/sekund.
Udempede elektriske svingninger kan fremstilles ved hjelp av elektronrør eller transistorer.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.