Calculadora de frecuencia de resonancia (LC y RLC)

Introduce tus valores. La respuesta y la solución completa se actualizan mientras escribes.

Resultado

Frecuencia de resonancia f₀5,033 kHz
Frecuencia angular ω₀31623 rad/s
Reactancia en resonancia316,2 Ω
Factor de calidad Q15,81
Ancho de banda318,3 Hz
Frecuencia de media potencia inferior4,876 kHz
Frecuencia superior de media potencia5,195 kHz
Impedancia en resonancia20 Ω

En resonancia, un circuito RLC serie tiene su impedancia mínima, Z = R, por lo que la corriente es máxima.

Halla la frecuencia de resonancia de un circuito LC, o la inductancia o la capacitancia necesarias para una frecuencia dada. Para circuitos RLC serie y paralelo, la calculadora también da el factor de calidad Q, el ancho de banda y las dos frecuencias de media potencia (−3 dB). Elige unidades desde nH hasta H, desde pF hasta µF y desde Hz hasta MHz; cada conversión se muestra en los pasos.

Solución paso a paso

Unidades

L = 10 mH = 0,01 H
C = 100 nF = 1 × 10⁻⁷ F

Resonancia: las reactancias son iguales

XL = XC → ω₀L = 1/(ω₀C) → ω₀ = 1/√(LC)
f0 = 1/(2π√(LC)) = 1/(2π·√(0,01·(1 × 10⁻⁷))) = 5,033 kHz
ω₀ = 2πf0 = 31623 rad/s

Reactancia en resonancia

XL = ω₀L = 31623·0,01 = 316,2 Ω = XC = √(L/C)

Factor de calidad y ancho de banda

Q = (1/R)·√(L/C) = 316,2/20 = 15,81
BW = f0/Q = 5033/15,81 = 318,3 Hz
f1,2 = f0·(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q)) = 4,876 kHz, 5,195 kHz

Fórmulas clave

Frecuencia natural
ω0 = 1/√(LC), f0 = 1/(2π√(LC))
RLC serie
Q = (1/R)√(L/C), BW = R/(2πL)
RLC paralelo
Q = R√(C/L), BW = 1/(2πRC)
Factor de calidad
Q = 2π·(energy stored)/(energy lost per cycle)
Ancho de banda
BW = f2 − f1 = f0/Q, f0 = √(f1f2)

Cómo calcular la frecuencia de resonancia

  1. Convierte L a henrios y C a faradios.
  2. En resonancia las reactancias se anulan: X_L = X_C, así que ωL = 1/(ωC) y ω₀ = 1/√(LC).
  3. Convierte a hercios: f₀ = ω₀/(2π) = 1/(2π√(LC)).
  4. Factor de calidad: Q = (1/R)·√(L/C) en un circuito RLC serie y Q = R·√(C/L) en uno paralelo.
  5. Ancho de banda: BW = f₀/Q. Las frecuencias de media potencia son f₀·(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q)).

Preguntas y respuestas

¿La resistencia cambia la frecuencia de resonancia?

No en el circuito RLC serie ideal ni con R, L y C todas en paralelo: ambos resuenan a f₀ = 1/(2π√(LC)). Sí cambia en un circuito tanque en el que la resistencia está en serie con la bobina: allí f₀ = (1/2π)·√(1/(LC) − R²/L²).

¿Qué ocurre en resonancia en un circuito serie?

Las tensiones en la bobina y en el condensador son iguales y opuestas, la impedancia cae a su mínimo Z = R y la corriente es máxima. La tensión en L o en C puede ser Q veces la tensión de alimentación.

¿Qué ocurre en resonancia en un circuito paralelo?

Las corrientes de las ramas L y C se anulan, la impedancia sube a su máximo Z = R y el circuito absorbe la mínima corriente de la fuente. Así es como un circuito tanque paralelo selecciona una frecuencia.

¿Qué es el ancho de banda?

El rango de frecuencias entre los dos puntos de media potencia, donde la potencia es la mitad de su valor en resonancia y la corriente o la tensión es 1/√2 de su pico (−3 dB). BW = f₀/Q, así que un circuito con Q alto es más selectivo.

¿Por qué las frecuencias de media potencia no son simétricas respecto a f₀?

Son simétricas en escala logarítmica: f₁·f₂ = f₀². Para una Q alta son casi exactamente f₀ ± BW/2, pero para una Q baja la inferior queda claramente más cerca de f₀.

Practícalo tú mismo

Practica Resonancia LC, factor Q y ancho de banda

Una calculadora te da la respuesta. En el examen necesitas el método: practícalo con problemas nuevos, pistas y soluciones detalladas.

</> Embed

Free for teachers and schools: paste this code into your course page, LMS or website. Students can use the calculator and its worked solution without an account.

Más calculadoras