Schwingungen, elektromagnetische

Als Schwingung bezeichnet man eine zeitlich periodische Änderung einer oder mehrerer physikalischer Größen um einen bestimmten Mittelwert. Handelt es sich bei den physikalischen Größen, die sich periodisch ändern, um die Feldstärke eines elektrischen und eines magnetischen Feldes, dann spricht man von einer elektromagnetischen Schwingung. Da ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld immer ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld hervorruft, gibt es keine Schwingungen, bei denen sich ausschließlich ein elektrisches oder ausschließlich ein magnetisches Feld periodisch ändern würde.

Grundsätzlich kommt es in jedem Wechselstromkreis zu elektromagnetischen Schwingungsvorgängen. Diese sind in einem Schwingkreis besonders überschaubar. Ein Schwingkreis ist ein geschlossener Wechselstromkreis, der im einfachsten Fall aus einem Kondensator und einer Spule besteht. Der Schwingkreis wird durch Aufladung des Kondensators zu Schwingungen angeregt. Beim Ladevorgang wird zwischen den Kondensatorplatten elektrische Feldenergie gespeichert. Nach dem Kurzschließen des Kreises setzt der Entladevorgang ein. Die Ladungsträger fließen dabei von den Kondensatorplatten ab, durchströmen die Spule und erzeugen dabei in ihr ein Magnetfeld. Wenn der Kondensator vollständig entladen ist, ist die gesamte ursprünglich im elektrischen Feld gespeicherte Energie als magnetische Energie im Spulenfeld enthalten. Sobald der Stromfluss aufhört, bricht das Spulenfeld zusammen und induziert dabei eine elektrische Spannung, die ihrerseits einen Stromfluss im Schwingkreis bewirkt und den Kondensator auflädt. Die Zusammenhänge sind in Bild 1 dargestellt. Dort ist auch der Verlauf der Stromstärke durch die Spule und der Spannung am Kondensator dargestellt.
Insgesamt wandeln sich in einem Schwingkreis elektrische und magnetische Energie ineinander um.