Ідеалізація коливальної системи дозволяє значно спростити вивчення вільних коливань. Однак реальний коливальний контур чинить певний опір електричному струмові. Тому частина переданої контурові енергії неперервно перетворюється на внутрішню енергію проводів, яка розсіюється в навколишній простір. Чим більшим є опір контуру, тим швидше затухають коливання. Якщо опір контуру дуже великий, то коливання взагалі можуть і не виникнути – конденсатор розрядиться, а перезаряджання не станеться. Внаслідок цього амплітуда коливань поступово зменшується і коливання в контурі затухають за експотенціальним законом.
Затухаючі коливання не є гармонічними, тому до них поняття амплітуди не застосовне. Однак цей термін застосовують таки й до затухаючих коливань, розуміючи в цьому випадку під амплітудами найбільші значення, яких досягає відповідна величина (заряд сила струму, напруга…) протягом одного коливання. Незастосовні до затухаючих коливань і поняття частоти й періоду, оскільки ці коливання не є періодичними.
Коливання, амплітуда яких з часом зменшується, називаються затухаючими.
Вимушені електромагнітні коливання – це незатухаючі гармонічні коливання заряду, напруги, сили струму, викликані електрорушійною силою, що періодично змінюється: е = ɛmaxsin ωt, де e – значення ЕРС у даний момент часу t (миттєве значення ЕРС), ɛmax – амплітудне значення ЕРС, ω – циклічна частота змінної ЕРС.
Очевидно, що для відновлення втрат енергії в коливальній системі повинно бути джерело поповнення її енергією. При цьому важливим є виконання двох умов:
1) енергія, що надходить від джерела в коливальну систему за період, має точно дорівнювати енергії, що за цей час не обернено перетворюється на інші види енергії;
2) енергія повинна надходити в коливальну систему в такт, тобто узгоджено за фазою, з вільними коливаннями, що відбуваються в системі.
Системи, в яких генеруються незатухаючі коливання за рахунок надходження енергії від джерела усередині системи, називаються автоколивальними системами.
Прикладом автоколивальної системи є годинник з маятником, заводною пружиною або з електричним живленням; електричний дзвінок з переривачем; свисток; серце і легені людини.
Основні елементи автоколивальної системи:
1.Джерело енергії, що підтримує незатухаючі коливання.
2.Коливальна система, в якій безпосередньо відбуваються коливання.
3.Регулятор – пристрій. Який дозує надходження енергії від джерела.
4.Пристрій зворотного зв’язку, за допомогою якого коливальна система керує регулятором.
Генератор на транзисторі
Прикладом автоколивальної системи є генератор на транзисторі. Він містить коливальний контур із конденсатором ємністю С і котушкою індуктивністю L, джерело енергії і транзистор.
ГНК широко застосовується в багатьох радіотехнічних пристроях: у радіоприймачах, радіостанціях-приймачах, підсилювачах. Широко застосовуються вони і в сучасних електронно-обчислювальних машинах.
Електричний резонанс ― явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань сили струму (або падіння напруги) в електричному колі, що одночасно має індуктивний та ємнісний опір.
Умова електричного резонансу ― збіг циклічної частоти зовнішньої змінної ЕРС, що подається в електричне коло, з циклічною частотою власних електромагнітних коливань цього кола. При цій циклічній частоті (резонансна частота) величина ємнісного опору дорівнює величині індуктивного опору електричного кола.
Завдяки явищу електричного резонансу можна, наприклад, виділити сигнал певної частоти (тобто отримати сигнал передавальної станції, що працює на цій частоті).