¿Impedancia infinita en la resonancia en el circuito LC paralelo? ¿Eso significa que no es utilizable?

Las resonancias en serie y en paralelo son útiles. Un uso de estos circuitos sería un filtro de paso de banda. Entonces, por ejemplo, si pongo una resonancia paralela después de la resistencia de una fuente de Thevenin AC, las frecuencias muy por debajo de la resonancia serían cortocircuitadas por el inductor. Por encima de la resonancia, el condensador cortocircuita la señal. En la resonancia, la alta impedancia del circuito dejaría pasar la señal. Esto mismo podría hacerse con resonancia en serie seguida por la resistencia de carga. En el primer caso cortamos señales no deseadas a tierra. En el segundo, las frecuencias no deseadas son bloqueadas por altas reactancias. Un uso de esto sería aceptar una señal de radio pero bloquear a todos los demás.

Ninguno es realmente mejor que el otro. Escoger cuál usar depende del problema que se resuelva.

Ambos circuitos se pueden utilizar en sus frecuencias de resonancia.

En la práctica, debido a que todos los componentes tienen resistencia a los parásitos, no es posible hacer un resonador perfecto. Pues no a temperatura ambiente. Algunas cosas interesantes pueden hacerse a temperaturas cercanas al cero absoluto.

OK, como ejemplo, este filtro se centra cerca de 1MHz y con frecuencias 3db de 900kHz y 1.1MHz. Para una banda de parada, se eligieron 600kHz y 1.4MHz con un mínimo de 24db. Lo primero que debe hacer es encontrar curvas de atenuación de filtro para el tipo de filtro que mejor se adapte a usted. Aquí hay un ejemplo de una curva para el filtro Chebyshev de ondulación de 1db; Usandoestacurva,estefiltrotieneunf/fcde4.Paraobtener24db,estecuadromuestran=2.Ahoramiraelprototipodepasobajo.Estefiltroutilizaunafuentede150ohmiosyunacargade50ohmios,porloqueseconvierteenlaprimeralíneadelatabla. Paraconvertirelpasobajoenunpasodebanda,utilicelasfórmulasdelesquema. Aquíhayunasimulaciónrápidaparamostrarelresultado;

Piense en un inductor y un condensador en paralelo. En DC, es un corto debido al inductor. En frecuencia infinita es un corto debido al condensador. Por lo tanto, es de esperar que la impedancia sea alta en el medio.

Lo es, pero hay un caso especial. Los inductores y los condensadores no son solo resistencias de frecuencia variable. Por un lado, la corriente se desplaza en una fase de 90 ° respecto del voltaje, aunque este cambio de fase es en direcciones opuestas para los inductores y los condensadores.

Ahora piense de nuevo qué sucede con un inductor paralelo y un condensador a medida que cambia la frecuencia. Ya dijimos que en DC el inductor es un corto, por lo que la combinación también es un corto. A medida que la frecuencia comienza a subir, el inductor sigue consumiendo una gran corriente y el condensador comienza a extraer una pequeña corriente. El resultado neto es que la inductancia domina y la corriente retrasa el voltaje en casi 90 °.

En el otro extremo, con una frecuencia alta pero finita, el capacitor domina. La corriente conduce la tensión en casi 90 °.

Hay una frecuencia en algún lugar tal que la magnitud de la corriente a través del capacitor y del inductor sean iguales. En esa frecuencia especial, la corriente del inductor con su retraso de fase de 90 ° y la corriente del condensador con su cable de fase de 90 ° se combinan para cancelarse entre sí. No tenemos corriente cuando se aplica un voltaje de esta frecuencia. Esa es la impedancia infinita. Un poco fuera de esta frecuencia especial, y la fase actual ya no es de 0 °, y lo anterior no se aplica.

Las partes reales no son ideales. El condensador y especialmente el inductor tienen una resistencia inevitable en serie con cada uno. Esto evita que la impedancia global se vuelva verdaderamente infinita en la frecuencia especial. Con piezas de buena calidad, puede acercarse bastante.

El resultado es un pico en el gráfico de la magnitud de la impedancia en función de la frecuencia. La frecuencia del pico es la frecuencia de resonancia . Cuanto más ideales sean las partes, más nítido será el pico, lo que significa que es más apretado en frecuencia.

Este pico relativamente agudo se puede explotar para filtrar dentro o fuera solo de la frecuencia de resonancia (o frecuencias cercanas a ella).

Una combinación de la serie L-C funciona de manera similar, excepto que la impedancia en 0 y la frecuencia infinita es infinita. Tiene menor impedancia a las frecuencias intermedias. En resonancia, su impedancia es idealmente 0.

Con componentes ideales (también conocidos como perfectos), sí, obtienes una impedancia cero o infinita en la resonancia.

Sin embargo, ningún componente está libre de pérdidas, y esto hace que la impedancia de cualquier circuito resonante no sea cero o no sea infinita.

En la práctica, cualquier circuito resonante está acoplado a algún otro circuito, y con frecuencia son las pérdidas del otro circuito las que controlan cuán no cero o no infinito se convierte la impedancia general en la resonancia.