Будь-які
коливання в системах — це процеси з багаторазовим періодичним повторенням певних станів системи. Крім механічних, можуть реалізовуватись коливання особливого типу, які називаються електромагнітними (чи просто електричними).
Електромагнітні коливання — це періодичні перетворення енергії електричного поля на енергію магнітного поля і навпаки, які супроводжуються повторюваною зміною параметрів електричного кола (заряду, напруги, сили струму). Електричне коло, в якому можуть відбуватись такі перетворення енергії, називається
коливальним контуром.
Найпростіший контур складається зі з’єднаних між собою конденсатора і дротяної котушки (котушки індуктивності). Доцільно порівняти коливання в контурі з коливаннями математичного маятника:
У стані (
а) конденсатор має початковий запас електричної енергії, а математичний маятник — початковий запас потенціальної енергії.
У стані (
б) конденсатор розряджений, а нитка маятника вертикальна; при цьому енергія електричного поля конденсатора перетворилася на енергію магнітного поля котушки, а потенціальна енергія маятника — на кінетичну енергію.
Стан (
в) механічного маятника утворюється внаслідок руху кульки маятника завдяки інерції, а у випадку контуру — внаслідок явища електромагнітної індукції (магнітне поле котушки, зменшуючись, індукувало електричне поле конденсатора, заряди пластин якого мають протилежну порівняно зі станом (
а) полярність.
У стані (
в) закінчується половина першого коливання, процеси другої половини (
) відбуваються аналогічно процесам (
), але у зворотній послідовності. Стан (
д) повністю збігається зі станом (
а) і на рисунку не зображений.
Очевидно, що чим більше значення ємності
C, тим довше розряджається конденсатор; чим більше значення індуктивності
L, тим довше котушка втрачає магнітне поле. Отже, обидві величини знаходяться тільки в чисельнику під знаком кореня (на відміну від формул періода Т механічних маятників):
. Це
формула Томсона (лорда Кельвіна), яка аналогічна формулі періоду коливань пружинного маятника: адже
, а величина, обернена жорсткості (піддатливість, м’якість), аналогічна ємності:
.
Власна частота коливання
.