Electrónica de Comunicaciones/Introducción a los circuitos resonantes

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En la electrónica de radiofrecuencia es habitual el uso de los circuitos resonantes. Los circuitos resonantes están formados por un resistor, un inductor y un condensador y la impedancia que presentan varía con la frecuencia. Existen dos tipos de circuitos resonantes:

  • El circuito resonante serie
  • El circuito resonante paralelo

[editar] La frecuencia de resonancia

La impedancia de un dispositivo electrónico reactivo es imaginaria. Los condensadores y los inductores son dispositivos electrónicos reactivos.

La impedancia de un inductor, siendo \omega\, la frecuencia en rad/s\, y L\, la inductancia en H\,, es Z_L={j \omega L}\,

La impedancia de un conensador, siendo \omega\, la frecuencia en rad/s\, y C\, la capacidad en F\,, es Z_C={1 \over {j \omega C}}

Como se puede observar, las impedancias del condensador y del inductor son imaginarias y de signo contrario. Además, el módulo de la impedancia del condensador disminuye a medida que aumenta la frecuencia, mientras que el módulo de la impedancia del inductor aumenta a medida que aumenta la frecuencia.

En los circuitos resonantes en serie, la impedancia conjunta del condensador y del inductor se anula cuando la impedancia del condensador es la opuesta de la impedancia del inductor, obteniendo en este caso un cortocircuito.

Del mismo modo, en los circuitos resonantes en paralelo, la admitancia conjunta del condensador y del inductor se anula cuando la admitancia del condensador es la opuesta de la admitancia del inductor, obteniendo en ese caso circuito abierto.

Para una determinada capacidad C\, y una determinada inductancia L\,, existe una frecuencia \omega_r=2 \pi f_{r} \,, llamada frecuencia de resonancia, para la cual la impedancia del condensador es la opuesta de la impedancia del inductor, o análogamente, la admitancia del condensador es la opuesta de la admitancia del inductor:

j \omega_r L + {1\over{j\omega_r C}} = 0

O equivalentemente:

\omega_r={1 \over {\sqrt{LC}}} rad/s\,

Representación gráfica de la respuesta en frecuencia de un circuito resonante, su frecuencia central y su ancho de banda

[editar] El factor de calidad y el ancho de banda

Siendo f_r\, la frecuencia de resonancia y \Delta f\, el ancho de banda a 3 dB del circuito resonante, se define el factor Q, también conocido como factor de calidad, factor de sobretensión o factor de mérito, como Q={f_r\over{\Delta f}}.

El cálculo del factor de calidad para cada uno de los dos tipos de circuitos resonantes se expone con más precisión en los dos próximos apartados.

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