Zapojíme obvod s kondenzátorem a cívkou ke zdroji stejnosměrného proudu (viz obrázek) tak, že nejprve nabijeme kondenzátor a pak ho necháme vybíjet přes cívku.
Oscilační obvod.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Zjistíme, že ukazatel připojeného měřidla neobvykle dlouho kmitá. Podobného jevu si všiml poprvé Hermann Helmholtz a upozornil, že při vybíjení kondenzátoru dochází k periodické změně polarity polepů.
Časový průběh změn napětí a proudu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Příčinou jsou elektrické kmity, které vznikají v obvodu s cívkou a kondenzátorem. Amplituda elektrických kmitů oscilačního obvodu se však postupně zmenšuje. Příčinou je tlumení, které je způsobeno zejména odporem cívky. V něm se energie elektrických kmitů postupně mění v jinou formu energie, až kmitání obvodu zanikne. Poněvadž odpor oscilačního obvodu nelze nikdy zcela vyloučit, kmitání oscilačního obvodu bez dalšího vnějšího působení je vždy tlumené.
Ve vysílači by však bylo na závadu, kdyby se amplituda kmitání zmenšovala. Potřebujeme, aby kmitání elektromagnetického oscilátoru mělo stále stejnou amplitudu, aby oscilátor byl zdrojem netlumeného elektrického kmitání. První obvod s nuceným kmitáním zavedl Valdemar Poulsen v roce 1904 pomocí elektrického oblouku, v roce 1914 Alexander Meissner pomocí elektronkového generátoru vysokofrekvenčních kmitů. V současné době se netlumené kmity získávají pomocí dalších elektronických obvodů, které doplňují oscilační obvod, a celé zařízení se nazývá generátor netlumeného kmitání.
Po nabití kondenzátoru je mezi deskami kondenzátoru napětí. Přepneme přepínač a elektrony začnou ze záporně nabité desky kondenzátoru směrem přes cívku procházet na kladnou desku kondenzátoru. Cívkou prochází proměnný proud, který vytváří magnetické pole cívky. Proud však brzy ustane, neboť přemístěním elektronů zanikne napětí mezi deskami. Jakmile ustává proud, mizí magnetické pole cívky a v důsledku toho se v cívce indukuje napětí. Toto napětí se projeví mezi deskami kondenzátoru, kde vzniká elektrické pole. Desky jsou však nabity opačně než na začátku. Vzhledem k tomu, že mezi deskami kondenzátoru je napětí, obvodem začne procházet znovu proud, ale opačným směrem. Kondenzátor se vybíjí, cívka vytváří magnetické pole, při jehož zániku se indukuje napětí a kondenzátor se znovu nabije tak, jako na začátku. V elektromagnetickém oscilátoru probíhá periodická přeměna energie elektrického pole v energii magnetického pole a naopak.
Princip práce oscilačního obvodu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Pro praktické využití oscilačního obvodu je důležitá souvislost jeho vlastností s periodou T nebo frekvencí f kmitání. Vlastnosti oscilačního obvodu určují jeho parametry: indukčnost cívky L a kapacita kondenzátoru C. Při jistých hodnotách L, C a ω může dojít v obvodu LC k situaci, kdy se induktance rovná kapacitanci (XL = XC). Tato situace se nazývá rezonance. Pasivní část obvodu se chová jako samotný rezistor, celkové napětí je ve fázi s proudem a zdroj dodává do obvodu jen činný výkon. Z rovnosti XL = XC pak dostáváme podmínku pro rezonanční úhlovou frekvenci střídavého proudu
a dále příslušný vztah (nazývaný též vztah Thomsonův po Williamu Thomsonovi, který se vybíjením kondenzátoru přes cívku teoreticky zabýval) pro rezonanční periodu a frekvenci střídavého proudu
Z okolnosti, že při rezonanci je celková impedance minimální (a rovna pouze odporu obvodu), rovněž vyplývá, že při rezonanci protéká sériovým obvodem RLC největší proud. To ovšem může znamenat (při dostatečně malých hodnotách odporu a relativně velkých hodnotách induktance a kapacitance), že napětí na indukčnosti a kapacitě dosáhne velkých hodnot, jež mohou dosáhnout i mnohonásobek napětí zdroje. Na rozdíl od sériového RLC obvodu střídavého proudu je však při paralelní rezonanci celková impedance obvodu maximální a od zdroje ke kombinaci protéká nejmenší proud.
