電磁感應與交流電
LC 電路
把一個充了電的電容接到電感上,能量就在兩者之間來回激盪——從電場變成磁場、再變回來——使電流振盪。LC 電路是一個「電的單擺」。它回答了一個問題:是什麼讓一個電路以某個特定頻率「振鈴」?
精確地說,電容(C)把能量儲存在它的電場中、電感(L)把能量儲存在它的磁場中,電荷在兩者之間來回交換,就像簡諧運動一樣。它以自然頻率 f = 1 / (2 pi sqrt(L C)) 振盪,角頻率 omega = 1 / sqrt(L C)。在理想情況下總能量保持不變,只是在兩種形式之間交換——正如彈簧上的質量在動能與位能之間交換。
LC 電路決定了收音機、振盪器與濾波器的頻率;調諧收音機不過是調整 L 或 C 去對上某個電台。誠實的提醒是:真實的 LC 電路有一些電阻,所以振盪會逐漸衰減(有阻尼),正如真實的單擺最終會停下來。那個能永遠振鈴、毫無損耗的 LC 只是一個理想化。
當 L = 1 mH、C = 100 nF 時,諧振頻率 f = 1 / (2 pi sqrt(0.001 × 1e-7)) = 1 / (2 pi × 1e-5),約為 16,000 Hz(16 kHz)。
L = 1 mH 搭配 C = 100 nF,在 16 kHz 附近共振。
LC 電路是彈簧上質量的精確「電學雙胞胎」:電荷扮演位置的角色,電流扮演速度的角色,而 L 與 1/C 分別扮演質量與彈簧勁度的角色。
又称
另见