Calculadora de frecuencia resonante RLC

Esta calculadora de frecuencia resonante RLC toma la inductancia L en henrios, la capacitancia C en faradios, y la resistencia en serie R en ohmios, y devuelve la frecuencia de resonancia en serie f0, la frecuencia angular omega0, el factor de calidad Q, y el ancho de banda a menos tres decibelios BW. La resonancia es la frecuencia donde las reactancias inductiva y capacitiva se cancelan, así que la impedancia de una red RLC en serie es puramente resistiva e igual a R. Las formas cerradas usadas aquí son totalmente deterministas: f0 igual a uno entre dos pi por la raíz cuadrada de L por C, omega0 igual a uno entre la raíz cuadrada de L por C, y Q igual a uno entre R por la raíz cuadrada de L entre C. Entre las comprobaciones sencillas que usted ya podría conocer están un milihenrio con un microfaradio y diez ohmios, que dan aproximadamente cinco kilohercios y Q cercano a tres, y cien milihenrios con un microfaradio y cincuenta ohmios, que dan aproximadamente quinientos hercios con un Q más alto. El motor usa únicamente aritmética finita, sin llamadas de red, sin muestreo y sin atajos que dependan de la fecha.

Qué significa la resonancia RLC en serie y qué contiene la respuesta

En un circuito RLC en serie, la bobina y el condensador intercambian energía una vez por ciclo, y en resonancia sus reactancias son iguales en magnitud y opuestas en signo. Esa condición fija la frecuencia natural del tanque LC: la frecuencia angular omega0 es igual a uno entre la raíz cuadrada de L por C, y la frecuencia ordinaria f0 en hercios es omega0 dividida entre dos pi, que es la conocida uno entre dos pi raíz cuadrada de LC.

La resistencia no desplaza la frecuencia de resonancia ideal sin amortiguar en el caso en serie, pero sí determina qué tan aguda es la resonancia. El factor de calidad Q es igual a uno entre R por la raíz cuadrada de L entre C, que es lo mismo que omega0 L entre R, o uno entre omega0 R C. Un Q alto significa un pico estrecho y baja amortiguación; un Q bajo significa una respuesta amplia y con pérdidas.

Esta calculadora también devuelve el ancho de banda aproximado de media potencia BW igual a f0 entre Q, en hercios, para que pueda estimar el ancho de la resonancia sin un barrido completo de frecuencia.

Dónde encajan la frecuencia resonante y Q en el diseño, el estudio y el software

Los estudiantes se encuentran con la resonancia RLC en serie cuando un libro de texto introduce los circuitos de corriente alterna, cuando un laboratorio pide la frecuencia de corriente máxima en una cadena en serie, o cuando convierten entre f0 y el producto LC antes de dimensionar un filtro. Los profesores pueden pregenerar claves de respuesta para valores modestos de componentes sin depender de aplicaciones de calculadora opacas que cambian en silencio entre frecuencia angular y ordinaria.

Los diseñadores de RF y audio usan f0 y Q como objetivos de primer corte al elegir L y C para un tanque de paso de banda, o al estimar cuánta resistencia en serie tolerarán la bobina y el cableado antes de que el pico se aplane.

Los desarrolladores llaman al mismo contrato desde scripts para sembrar vectores de prueba deterministas para graficadores de impedancia, para normalizar ternas de componentes introducidas por el usuario antes de demostraciones de simulación, o para satisfacer enunciados de retos de programación que exigen f0 y Q en lugar de un boceto aproximado. La práctica de concursos y tareas a menudo necesita una fuente rápida y sin conexión de números de resonancia, para poder verificar soluciones sin una red de simuladores bajo presión de tiempo.

Las herramientas de producto y educación usan la evaluación cuando un estudiante escribe L, C y R, y la interfaz debe mostrar hercios, radianes por segundo, y un factor de calidad limpio.