Электромагнитные колебания создаются с помощью электрических колебательных систем. Простейшей колебательной системой является колебательный контур.

Колебательные контуры широко используются в радиопередающих и радиоприемных устройствах. С их помощью в радиопередатчиках создаются электромагнитные колебания с требуемой частотой, которые модулируются управляющими электрическими сигналами. В радиоприемниках колебательные контуры осуществляют частотную избирательность, т.е. выделение ЭДС принимаемого сигнала из множества ЭДС, наводимых в приемной антенне посторонними радиоизлучениями.

Свободные колебания в идеальном контуре

Замкнутая электрическая цепь, состоящая из идеальных двухполюсников — индуктивной катушки и конденсатора, называется идеальным колебательным контуром. В таком контуре отсутствуют элементы, в которых энергия преобразуется в тепло.

Временные диаграммы, поясняющие процесс свободных колебаний

Формула расчета волнового сопротивления:

Свободные колебания в реальном контуре

Реальный колебательный контур состоит из двухполюсников, в которых часть электромагнитной энергии необратимо преобразуется в тепло и другие виды энергии. Такое преобразование происходит в диэлектрике конденсатора, в проводниках, соединяющих элементы контура, в проводе обмотки катушки и т.д.

    Реальный колебательный контур

Необратимое преобразование энергии можно учесть, если ввести в контур активное сопротивление Rп = RL + RC, называемое сопротивлением потерь. Это сопротивление выбирается таким, чтобы в нем выделялась активная мощность, равная суммарной мощности потерь в элементах контура.

Свободные колебания в реальном контуре происходят так же, как в идеальном. Принципиальная разница заключается в том, что в процессе колебании вся энергия электрического поля преобразуется в магнитное, а магнитного — в электрическое. Часть энергии необратимо преобразуется в тепло в сопротивлении потерь, поэтому амплитуда тока в контуре постепенно уменьшается.

Изменение тока в контуре при колебательном разряде

Колебания с уменьшающейся во времени амплитудой называются затухающими в отличие от незатухающих, имеющих постоянную амплитуду.

Затухание амплитуды тока в реальном контуре происходит по экспоненциальному закону.

 — коэффициент затухания колебаний

Рассмотренные свободные колебания обычно получают, используя режим ударного возбуждения контура. Для этого на контур воздействуют кратковременными импульсами тока, который заряжает контурный конденсатор, и в цепи возникают свободные затухающие колебания. В дальнейшем эти колебания могут быть использованы, например, для осуществления телеграфной радиосвязи. Впервые такая связь была применена для практических целей А. С. Поповым в 1900 г.