¿Qué es un circuito resonante?

Significado | Concepto | Definición:

Un circuito resonante, también conocido como circuito LC, circuito tanque o circuito sintonizado, es un circuito que almacena energía y la transfiere de un lado a otro repetidamente, similar a un péndulo oscilante. La energía pasa entre un inductor , un componente del circuito que almacena energía en un campo magnético y un condensador , que almacena energía en un campo eléctrico . Cuando los dos funcionan a la misma frecuencia, se dice que el circuito está sintonizado. Estos circuitos de sintonización se utilizan en sintonizadores y amplificadores.

Hombre con un taladro

El inductor y el condensador funcionan juntos. El capacitor almacena energía en forma de voltaje y luego la libera en forma de corriente. El inductor almacena energía de la corriente en su campo magnético y luego libera la energía de vuelta al condensador. Los dos componentes del circuito pasan su energía almacenada de un lado a otro, un fenómeno llamado oscilación. El número de veces por segundo que la energía se transfiere de un lado a otro se considera la frecuencia del circuito resonante.

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Un circuito resonante es como un péndulo. Una persona tira del péndulo hacia un lado, almacenando así energía potencial, porque el movimiento del péndulo es más alto que antes. Cuando se suelta el péndulo, la energía potencial se convierte en energía cinética , la energía del movimiento. La energía cinética hace que el péndulo pase por la posición neutra para subir por el otro lado, almacenando nuevamente energía potencial. El péndulo oscila hacia adelante y hacia atrás hasta que se queda sin energía.

Como un péndulo, un circuito resonante funciona de manera más eficiente cuando oscila a su frecuencia preferida o resonante. La velocidad a la que el condensador y el inductor toman y liberan energía es una función del tiempo. Si uno intenta impulsar el circuito más rápido que su frecuencia de resonancia, el condensador o el inductor no podrán absorber y liberar la energía lo suficientemente rápido. La frecuencia de resonancia del circuito se define mediante la ecuación 1 dividida por la raíz cuadrada de L x C. L representa la inductancia en Henries y C representa la capacitancia en Faradios.

Como un niño en un columpio, los circuitos resonantes pierden algo de energía a medida que la energía pasa de un lado a otro, por lo que se debe agregar nueva energía para mantener el circuito en funcionamiento. Los alambres tienen resistencia. Los condensadores no liberan tanta energía como absorben. La pérdida en un circuito resonante se mide por el factor de calidad o factor Q. Un factor Q más alto indica que se pierde menos energía con cada oscilación.

El factor Q se calcula como la relación entre la amplitud , o la fuerza, de las oscilaciones que salen del circuito, en comparación con lo que entró en el circuito. Un factor Q más alto indica que se necesita menos energía para mantener el circuito y se produce más salida para cada entrada. Como analogía, en el columpio de un niño, esto se puede comparar con la distancia que recorre el columpio después del empujón de los padres, en comparación con la distancia que recorre la mano de los padres mientras empuja al niño.

Un oscilador es un tipo especial de circuito que reemplaza la energía perdida por un factor Q inferior al ideal. Cuando un niño bombea un columpio a la frecuencia correcta, agregando energía al sistema a intervalos regulares para superar la pérdida debido a la fricción y la resistencia al viento, el niño puede columpiarse indefinidamente. Un sintonizador de radio es un circuito resonante con un factor Q alto. Al girar la perilla, cambia la capacitancia de un capacitor variable . Cuando el circuito resonante se sintoniza en la misma frecuencia que el transmisor de la estación de radio, el circuito produce una transmisión de audio clara y de alta amplitud.

 

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