Настраивая свой радиоприемник на ту или иную радиовещательную станцию, вы невольно используете для этой цели колебательный контур. Что же такое колебательный контур и почему без него не может обойтись ни один радиоприемник?
Колебательный контур — это замкнутая электрическая цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности. Чтобы возбудить электрические колебания в контуре, надо его конденсатор зарядить от источника постоянного напряжения, а затем отключить источник и замкнуть цепь контура.
С этого момента конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности, создавая в цепи контура нарастающий электрический ток, а вокруг катушки индуктивности — магнитное поле тока. Когда конденсатор полностью разрядится и ток в цепи станет равным нулю, магнитное поле вокруг катушки окажется наиболее сильным — электрическое поле конденсатора преобразовалось в магнитное поле катушки.
Однако движение электрических зарядов по цепи колебательного контура при этом не прекратится. Оно будет продолжаться в том же направлении, но уже за счет убывающей энергии магнитного поля, накопленной катушкой при разряде конденсатора. Этим током конденсатор вновь заряжается. Далее процесс повторяется, плавно затухая.
Частота возникающих при этом колебаний связана с величиной емкости конденсатора и индуктивности катушки. Она называется частотой резонанса колебательного контура, и ее можно вычислить. Явление резонанса колебательного контура широко используется для выделения строго определенных частот электрических колебаний, индуцируемых радиоволнами в антенне радиоприемника.
Колебания в контуре можно постоянно поддерживать, т. е. сделать их незатухающими. Для этого достаточно при каждом колебании вводить в контур небольшое количество электрической энергии, компенсирующей потери контура, возникающие при колебаниях электрического тока. Такой ввод энергии можно выполнить методом индукции, пропуская ток резонансной частоты через катушку индуктивности, связанную с катушкой колебательного контура. Можно также непосредственно соединить источник резонансного напряжения с обкладками конденсатора. Этот процесс осуществляется в специальных электронных устройствах, генерирующих колебания электрического тока определенных частот.
Колебательные контуры обычно применяются в качестве резонансной системы генераторов и усилителей в диапазоне частот от 50 кГц до 250 МГц.