¿Cuál es el problema con la frecuencia de resonancia?

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Durante el último día, más o menos, he estudiado el tema de la frecuencia de resonancia en algunos circuitos. Ahora, podía ver fácilmente que cada vez que mi circuito operaba en esa frecuencia de resonancia, ocurría algo especial. Soy consciente de que el trato con la frecuencia de resonancia tiene que ver con la oscilación, pero no pude averiguar exactamente qué.

En un circuito RLC normal en serie con una fuente de voltaje de CA que funciona en frecuencia resonante, obtengo que la impedancia es igual a la impedancia de la resistencia sola. ¿¿Asi que?? ¿Qué tiene que ver la oscilación con eso? En el ejemplo diferente en el que tratamos el circuito paralelo de RLC, obtenemos que para la fuente de voltaje de CA que funciona en frecuencia resonante terminé con una resistencia imaginaria pura, ¿qué significa? En el circuito paralelo LC con una fuente de corriente de CA terminé con una impedancia infinita, ¿qué tiene eso que ver con cualquier cosa?

Entonces, en general estoy un poco confundido con toda la frecuencia resonante haciendo cosas extrañas en cualquier circuito diferente, ¿alguien puede ayudarme a aclarar esto un poco ...?

    
pregunta user3921

3 respuestas

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Estoy consciente de que el trato con la frecuencia de resonancia tiene que hacer algo   con la oscilación, pero no pude averiguar exactamente qué

Probablemente su uso principal sea en los filtros, ya que la impedancia cambia tan bien a medida que una señal ingresada pasa a través de la frecuencia de resonancia, puede usar esto para hacer que las radios sean muy selectivas en lo que reciben y bloqueen en gran medida todas las demás estaciones. Debido a que las radios tienden a usar las ondas sinusoidales como su oscilador principal, también puede usar la resonancia para ayudarlo a obtener una onda sinusoidal más limpia. De hecho, muchos osciladores utilizan un circuito LC o RLC para producir una onda sinusoidal limpia y bien definida (en términos de frecuencia).

Un uso industrial es la corrección del factor de potencia: tiene un factor de potencia retrasado debido a los motores de inducción de alta potencia y la compañía eléctrica le factura la potencia reactiva consumida. Agregue el condensador correcto en paralelo con su motor de inducción y la corriente se reduce en decenas. generalmente, lo que es esta técnica de ahorro de costos milagrosos, es la afinación resonante paralela, también conocida como corrección del factor de potencia.

Entonces, tiene circuitos resonantes en serie y paralelos, ambos exhiben grandes cambios en la impedancia a medida que la señal ingresada pasa a través de la resonancia, el circuito en serie reduce su impedancia a solo unos pocos ohmios y el circuito paralelo aumenta su impedancia a teóricamente infinito y esto es Porque los inductores y condensadores toman corriente de manera diferente.

En un inductor, la corriente retrasa el voltaje en 90 grados y en un condensador conduce en 90 grados. En efecto, hay una diferencia de fase de 180 grados entre las dos corrientes y si la fuente de voltaje de entrada está conectada a un circuito paralelo LC. En la frecuencia de resonancia, la corriente tomada por el inductor se cancela totalmente por la corriente tomada por el capacitor. El efecto neto es que no se toma corriente de la señal ingresada. Esto significa una impedancia infinita.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La corriente que fluye a través del condensador siempre es opuesta (pero igual en magnitud) a la corriente en el inductor en resonancia, por lo tanto, si analizó la corriente que fluye desde el generador de señales, tiene que ser cero. Por cierto, he elegido valores que funcionan a 159.155 kHz.

Con los circuitos en serie, la L y la C comparten la misma corriente, por lo que los voltajes individuales se ven forzados a tener una separación de 180 grados y son como dos baterías de 9 voltios: póngalos en serie y el voltaje es de 18 V, pero póngalos en la oposición de la serie y el voltaje es cero. Una L y una C en serie en resonancia no producen voltaje neto entre ellos, lo que significa que la corriente fluye debido solo al otro componente, la resistencia en serie. Impedancia = R.

simular este circuito

Y si todavía es un poco confuso, pregúntese cuál es la impedancia de dos resistencias en serie PERO, imagine que una fue positiva de 10 ohmios y la otra negativa fue de 10 ohmios, la respuesta es cero ohmios. Ahora piense en ellos en paralelo: la corriente dibujada por uno es igual y opuesta a la corriente dibujada por el otro, por lo tanto, la impedancia es infinita.

    
respondido por el Andy aka
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si. cuando las reactancias del inductor y la resistencia sean iguales, dependiendo de si están en serie o en derivación, su circuito las verá cortas (su circuito solo verá la resistencia pura de ese rezistor) o abierta (su circuito solo verá una impedancia imaginaria infinita). Frecuencias de resonancia perticular, respectivamente. de esa manera se utilizan en el circuito como un rechazo de muesca o un pase de muesca, en otras palabras, para filtrar una frecuencia específica o rechazar / amplificar frecuencias especiales utilizando el circuito LC en serie o en derivación. Aquí hay un pequeño ejercicio para ti! intente calcular la impedancia del circuito LC cuando están en serie y derivar y aplique la frecuencia angular (omega) de 1 / sqrt (LC) en su fórmula; verá que obtiene 0 e infinito en serie y derivación respectivamente.

    
respondido por el dr3patel
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Respecto a la relación entre "frecuencia de resonancia" y osciladores:

1.) Los osciladores necesitan un circuito pasivo y dependiente de la frecuencia, así como un elemento activo (amplificador).

2.) Estas dos partes están conectadas en un bucle cerrado que debe producir una ganancia de "1" alrededor de este bucle (ganancia de bucle unitario) solo en UNA SOLA frecuencia (que es la frecuencia deseada).

3.) Por lo tanto, necesitamos un circuito pasivo selectivo de frecuencia que para todas las demás frecuencias (excepto la deseada) solo permita una ganancia por debajo de la unidad.

4.) Para este propósito, se puede usar una serie RLC o una combinación paralela (paso de banda). (Pero tenga en cuenta que esta es solo una alternativa para diseñar osciladores armónicos).

    
respondido por el LvW

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