Este documento trata sobre circuitos resonantes y su importancia en telecomunicaciones. Explica que un circuito resonante consiste en un inductor y un capacitor que almacenan energía de forma alternativa. También describe que los circuitos resonantes oscilan a una frecuencia única determinada por los valores del inductor y capacitor, y que son fundamentales para la transmisión y recepción de señales de radio. Finalmente, introduce el concepto de factor de calidad Q para medir la capacidad de almacenamiento de energía de un circuito resonante.

2. ELECTRÓNICA DE ALTA
FRECUENCIA
5TO CICLO TELECOMUNICACIONES
Ing. Christian Campoverde Ramírez Mg Sc.

3. Vibraciones

4. Propagación de ondas elásticas produciendo
deformaciones y tensiones sobre un medio continuo

6. Circuitos Resonantes
Un circuito resonante consiste en un inductor y un capacitor en
los cuales la energía es almacenada de manera alternativa en el
campo magnético de las bobinas y el campo eléctrico de los
capacitores.

7. Ing. Marianela Carrión, Mg. Sc.

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Los circuitos resonantes se encuentran en prácticamente todos los equipos de
telecomunicaciones. Son responsables de la frecuencia de la señal que debe ser
transmitida o recibida, por la separación de señales en filtros, por el rechazo de
interferencias y ruidos y mucho más.

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Todos los objetos tienen una frecuencia de vibración. Percibimos esto cuando
golpeamos una copa, un pedazo de metal o un diapasón. El material de que se hace el
objeto, sus dimensiones y su formato determinan esta frecuencia. Denominamos esta
frecuencia de "frecuencia de resonancia". Un hecho interesante puede ser observado
cuando dos objetos cercanos tienen la misma frecuencia de resonancia y hacemos uno
de ellos vibrar.

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Este fenómeno también ocurre con los circuitos electrónicos. Determinados circuitos electrónicos
también poseen frecuencias propias de vibración, emitiendo señales en una sola frecuencia
cuando son excitados. Y, circuitos similares que reciben estas frecuencias tienden a vibrar de
forma más intensa, recibiendo las señales de estas frecuencias. En el caso, el circuito que hace
esto es el circuito resonante LC mostrado en la figura

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Este circuito presenta algunas propiedades de extrema
importancia para las radiocomunicaciones. La primera de ellas es
la de oscilar en una frecuencia única. Así, tomando el circuito
básico de la figura. Vamos a suponer que el capacitor esté
completamente cargado.

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En estas condiciones iniciales, existe un
campo eléctrico uniforme entre las
armaduras del capacitor y en él está
almacenada la energía del circuito.
Cerrando el interruptor, una corriente de
descarga del capacitor fluye a través del
inductor. Con la descarga del capacitor la
corriente creada crea un campo magnético
que se expande hacia el cual se transfiere
la energía, como muestra la figura

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Cuando la corriente de descarga cesa, toda la energía está en el campo
magnético del inductor. En este momento, el campo magnético empieza a
contraerse induciendo en el inductor una tensión que carga el capacitor, pero
con polaridad opuesta, como muestra la figura

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Terminada la contracción del campo, con su desaparición, el capacitor comienza ahora a
descargarse nuevamente, pero con una corriente opuesta a la inicial. Esta corriente genera
un nuevo campo magnético invertido que se expande en el inductor, como muestra la
figura

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Una vez más, con la descarga completa del capacitor y el campo magnético en el máximo, se inicia
una nueva contracción con una nueva carga del capacitor con la polaridad original. Un nuevo ciclo
como el descrito tiene entonces inicio.
Si la carga y descarga del capacitor no ocurría con pérdidas el ciclo ocurrir por tiempo infinito
generando así una señal senoidal cuya frecuencia dependería de los valores del capacitor y del
inductor. En la práctica, sin embargo, los conductores del inductor y del circuito representan una
resistencia que absorbe energía. Así, la oscilación que ocurre es amortiguada hasta desaparecer,
como muestra la figura

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Circuito RLC Serie - Paralelo
Resonancia en Serie
El circuito está en resonancia cuando la parte reactiva
es cero, o sea cuando la parte imaginaria es nula:

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19. Ing. Marianela Carrión, Mg. Sc.
Circuito resonante paralelo

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Circuitos resonantes

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El factor de calidad Q de un circuito resonante serie se define como la proporción de la
potencia reactiva del inductor o el capacitor entre la potencia promedio del resistor en la
resonancia, es decir:
El factor de calidad Q
El factor de calidad también es una señal de cuanta energía se almacena (una transferencia
continua de un elemento reactivo al otro), en comparación con la que se disipa. Entre más
bajo es el nivel de disipación para la misma potencia reactiva, más grande es el factor Q, y más
concentrada e intensa es la región de la resonancia

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Q es un coeficiente adimensional. En esencia Q es una medida de la capacidad de almacenamiento de
energía de un circuito en relación con su capacidad de disipación de energía.

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