Resonancia eléctrica

La resonancia eléctrica es un fenómeno que se produce en un circuito eléctrico a una frecuencia de resonancia particular cuando la Impedancias o admitancias de los elementos del circuito se cancelan entre sí. En algunos circuitos, esto sucede cuando la impedancia entre la entrada y la salida del circuito es casi cero y la función de transferencia es cercana a uno.[1]

Los circuitos resonantes pueden generar voltajes muy altos. Una bobina de tesla es un circuito resonante de alta Q.

Los circuitos resonantes exhiben timbres y pueden generar voltajes y corrientes más altos que los que les alimentan. Se utilizan ampliamente en la transmisión inalámbrica (radio) tanto para transmisión como para recepción.

Circuito con L y C en serieEditar

Así en un circuito en serie, compuesto únicamente por bobinas y condensadores su impedancia será:

 

siendo Xs la reactancia del conjunto, tendrá por valor:

 

debe existir un valor ω tal que haga nulo el valor de Xs, este valor será la pulsación de resonancia del circuito a la que denominaremos ω0 .

Si Xs es nula, entonces:

 

Si se tiene en cuenta que:

 

la frecuencia de resonancia f0 será:

 

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Circuito con L y C en paraleloEditar

En un circuito compuesto únicamente por bobina y condensador en paralelo la impedancia del conjunto (Zp) será la combinada en paralelo de ZL y ZC

 

Siendo Xp la reactancia del conjunto, su valor será:

 

Estudiando el comportamiento del conjunto para distintos valores de ω se tiene:

ω = 0; Xp = 0
ω < ω 0; Xp > 0 ⇒ Comportamiento inductivo
ω0² L C = 1; Xp = ∞
ω > ω0; Xp < 0 ⇒ Comportamiento capacitivo
ω = ∞; Xp = 0

 

Luego f0 será:

 

Siendo f0 la denominada frecuencia de antirresonancia a la cual la impedancia se hace infinita.

Donde L es la inductancia de la bobina expresada en henrios y C es la capacidad del condensador expresada en faradios

Variación de la I y de la Z del circuito en función de la frecuenciaEditar

Si a un circuito compuesto un elemento resistivo R, uno inductivo L y uno capacitivo C en serie se le aplica una tensión alterna de frecuencia variable y se toman los valores de la intensidad y los correspondientes de la impedancia para cada valor de frecuencia considerado, la gráfica de dichos valores sobre un par de ejes cartesianos permite determinar la denominada "Curva de Resonancia".

 
A medida que el valor de la frecuencia variable se acerca al valor de la resonancia la intensidad I aumenta a la vez que la impedancia Z disminuye.

Alcanzada la frecuencia de resonancia "fr" la intensidad I del circuito adquiere su máximo valor, al mismo tiempo que la impedancia Z tiene su mínimo valor; es decir: Z = R (Nótese como en la figura anterior la curva violeta de Z coincide en su punto más bajo con la recta roja de R). Para frecuencias menores y mayores a la fr, el circuito tiene comportamiento capacitivo e inductivo respectivamente.

BibliografíaEditar

  • Gómez Tejedor, José Antonio; Olmos Sanchis, Juan José (1999). Cuestiones y problemas de electromagnetismo y semiconductores. Universidad Politécnica de Valencia - Servicio de Publicaciones. ISBN 978-84-7721-827-2. 

Véase tambiénEditar

Enlaces externosEditar

  1. -astr.gsu.edu/hbase/electric/serres.html «Resonant RLC Circuits».