Resonancia RLC serie
El punto donde las reactancias se cancelan
El eje horizontal de la gráfica es la frecuencia en escala logarítmica, y el vertical es la corriente respecto a su máximo. Al subir la frecuencia de baja a alta, a bajas frecuencias el condensador cierra el paso y a altas lo hace la bobina, así que la corriente es pequeña. Busca la frecuencia de resonancia ω_0, donde las dos reactancias se cancelan exactamente y la corriente sube al máximo.
Bobina y condensador son opuestos
La reactancia inductiva X_L = ωL crece en proporción a la frecuencia, mientras que la reactancia capacitiva X_C = 1/ωC disminuye en proporción inversa. Además, en el plano complejo apuntan en sentidos opuestos (+j y −j). Por eso, en serie, las dos reactancias no se suman sino que se restan, y la reactancia neta es X_L − X_C.
La frecuencia de resonancia ω_0 = 1/√(LC)
El punto de resonancia es la frecuencia en que la reactancia neta se hace 0, es decir, donde X_L = X_C. Al resolver ωL = 1/ωC se obtiene ω_0 = 1/√(LC). A esa frecuencia desaparece la parte imaginaria de la impedancia y solo queda la resistencia R, así que la impedancia es mínima; con la misma tensión, la corriente V/R es máxima. El circuito se abre al máximo a esa frecuencia.
Q fija la agudeza del pico
Cuanto menor es la resistencia, más alto y estrecho es el pico de resonancia, y su agudeza se mide con el factor de calidad Q = ω_0L/R. Un Q grande da una selectividad aguda que solo deja pasar una banda estrecha alrededor de la resonancia, mientras que un Q pequeño deja pasar un rango amplio. Elegir en la radio la emisora que se quiere oír es justamente usar esta selectividad. Esta gráfica fija Q en 4 y ajusta la altura del pico a 1.
De vuelta a la primera pantalla
A bajas frecuencias el condensador cerraba el paso y a altas lo hacía la bobina, así que la corriente era pequeña. En ω_0 = 1/√(LC), donde las dos reactancias se igualan exactamente, se cancelaron, la impedancia bajó hasta la resistencia R y la corriente se disparó en un pico agudo. Lo que fijaba la altura y la anchura de ese pico era el factor de calidad Q.