31.10: دوائر LC

تتكون دائرة LC من ملف حث ومكثف، إما على التوالي أو على التوازي. خذ بعين الاعتبار مكثفًا مشحونًا متصلاً بمحث على التوالي. قبل إغلاق المفتاح، يتم تخزين كل طاقة الدائرة في المجال الكهربائي للمكثف. عندما يتم إغلاق المفتاح، يبدأ المكثف في التفريغ، مما ينتج تيارًا في الدائرة. يقوم التيار بدوره بإنشاء مجال مغناطيسي في المحث. بسبب القوة الدافعة الكهربية المستحثة في المحرِّض، لا يمكن للتيار أن يتغير على الفور؛ فهو يبدأ من الصفر ويصل في النهاية إلى قيمة قصوى. أثناء هذا التراكم، يتم تفريغ المكثف. في كل لحظة، يساوي جهد المكثف القوة الدافعة الكهربية المستحثة، وبالتالي مع تفريغ المكثف، ينخفض معدل تغير التيار. عندما يصبح جهد المكثف صفرًا، فإن القوة الدافعة الكهربية المستحثة تكون أيضًا صفرًا، ويستقر التيار عند قيمته القصوى.

إن التأثير الصافي لهذه العملية هو نقل الطاقة من المكثف مع مجاله الكهربائي المتناقص، إلى المحرِّض مع مجاله المغناطيسي المتزايد. نظرًا لعدم وجود مقاومة في الدائرة، لا يتم فقدان أي طاقة من خلال تسخين الجول؛ وبالتالي، فإن الطاقة القصوى المخزنة في المكثف تساوي الطاقة القصوى المخزنة لاحقًا في المحرِّض. في أي وقت عشوائي، إجمالي الطاقة لدائرة LC هو مجموع الطاقة الكهربائية والمغناطيسية. ولذلك، تظل الطاقة محفوظة في دائرة LC. وهذا مشابه للتذبذبات الميكانيكية للكتلة المتصلة بنهاية الزنبرك. في هذه الحالة، تنتقل الطاقة ذهابًا وإيابًا بين الكتلة التي لديها طاقة حركية، والزنبرك الذي لديه طاقة وضع. في الدائرة LC، تلعب شحنة المكثف q دور الإزاحة x، ويكون التيار مشابهًا لتيار الجسيم. سرعة. الحث مماثل للكتلة m، ومقلوب السعة مماثل لثابت القوة k.