resonancia

¿Qué es y porque se da la resonancia en un circuito RLC serie y paralelo?
Resonancia
La resonancia en los circuitos AC se produce a una frecuencia especial determinada por los valores de la resistencia, la capacidad, y la inductancia. La condición de resonancia en los circuitos series es muy sencilla y se caracteriza porque la impedancia es mínima y el ángulo de fase es cero. La resonanciaparalelo, que es más usual en la práctica electrónica, requiere de una definición más cuidadosa.
Resonancia Serie
La resonancia de un circuito RLC serie, ocurre cuando las reactancias inductiva y capacitiva son iguales en magnitud, pero se cancelan entre ellas porque están desfasadas 180 grados. Esta reducción al mínimo que se produce en el valor de la impedancia, es útil en aplicaciones desintonización. La nitidez del mínimo de impedancia, depende del valor de R y se caracteriza mediante el valor "Q" del circuito.

Resonancia en Paralelo

La resonancia de un circuito RLC paralelo es un poco más compleja que la resonancia serie. La frecuencia resonante se puede definir de tres formas diferentes, que convergen en la misma expresión que la frecuencia resonante serie, si la resistencia delcircuito es pequeña.


C = Valor del condensador en faradios
Circuito RLC en paralelo alimentado por una fuente AC - Electrónica Unicrom
Como se puede ver los valores de estas reactancias depende de la frecuencia de la fuente.
A mayor frecuencia XL es mayor, pero XC es menor y viceversa. Hay una frecuencia para la cual el valor de la XC y XL son iguales.
Esta frecuencia se llama:frecuencia de resonancia y se obtiene de la siguiente fórmula: FR = 1 / (2 x π x (L x C)1/2)
En resonancia como los valores de XC y XL son iguales, se cancelan y en un circuito RLC en paralelo la impedancia que ve la fuente es el valor de la resistencia.
- A frecuencias menores a la de resonancia, el valor de la reactancia capacitiva es alta y la inductiva es baja.
- A frecuencias superiores a la deresonancia, el valor de la reactancia inductiva es alta y la capacitiva baja.
Como todos los elementos de una conexión en paralelo tienen el mismo voltaje, se puede encontrar la corriente en cada elemento con ayuda de la Ley de Ohm. Así:
IR = V/R, IL = V/XL, IC = V/XC
La corriente en la resistencia está en fase con la tensión, la corriente en la bobina está atrasada 90° con respecto al voltaje yla corriente en el condensador está adelantada en 90°.
Nota: Es importante visualizar que los efectos de la reactancia capacitiva y la inductiva son opuestos, es por eso que se cancelan y causan la oscilación (resonancia)
El ancho de banda (BW) y el Factor de calidad (Q)
Los circuitos resonantes son utilizados para seleccionar bandas de frecuencias y para rechazar otras. Cuando se está en lafrecuencia de resonancia la corriente por el circuito es máxima.
En la figura: A una corriente menor (70.7% de la máxima), la frecuencia F1 se llama frecuencia baja de corte o frecuencia baja de potencia media.
La frecuencia alta de corte o alta de potencia media es F2. El ancho de banda de este circuito está entre estas dos frecuencias y se obtiene con la siguiente fórmula:
Ancho Banda = BW = F2- F1
El factor de calidad (Q) o factor Q en un circuito RLC paralelo es:
Q = RP / XC ó RP / XL
También relacionándolo con el Ancho Banda:
Q = frecuencia de resonancia / Ancho de banda = FR / BW
Ejemplos:
Si F1 = 50 Khz, F2 = 80 Khz, FR = 65 Khz.
El factor de calidad es: Q = FR / BW = 65 / (80-50) = 2.17
Si F1 = 60 Khz y F2 = 70 Khz, FR = 65 Khz.
El factor de calidad es: Q = FR / BW = 65 /(70-60) = 6.5
Se puede observar que el factor de calidad es mejor a menor ancho de banda. (el circuito es más selectivo).
¿Cómo se calcula el ángulo de desfase de una señal partiendo de la imagen de una onda en el osciloscopio?
c) Determinación de la frecuencia y pulsación:
La frecuencia de una señal se define como la inversa del período: f = 1/T.
La pulsación se define como 2π...