🔌 Calculadora de Resonancia LC

Una bobina y un condensador en paralelo (o en serie) forman un circuito tanque LC — el resonador que está en el corazón de toda radio, oscilador y filtro. El circuito almacena energía de forma alternada en el campo magnético de la bobina y en el campo eléctrico del condensador, intercambiándola a una frecuencia natural dada por f₀ = 1/(2π√(LC)). En esa frecuencia las reactancias se cancelan y la impedancia sube al máximo (paralelo) o cae al mínimo (serie).

La magia del tanque LC es que suena: dale un solo pulso y oscila por su cuenta mientras la energía almacenada decae poco a poco. Gira el condensador (o la bobina) y la frecuencia de resonancia se mueve — así es como el dial de una radio vieja elige una estación entre las cientos que llegan a la antena. Para saber cómo se comporta cada elemento cerca de la resonancia, revisa la calculadora de reactancia.

La calculadora convierte la inductancia (nH, µH, mH, H) y la capacitancia (pF, nF, µF, mF, F) a unidades base y aplica f₀ = 1/(2π√(LC)). También deriva la impedancia característica Z₀ = √(L/C), que en filtros indica el nivel de impedancia que presenta el resonador, y el factor de calidad Q = Z₀/R cuando se suministra una resistencia de pérdida en serie.

El periodo derivado (1/f₀) sirve para sincronizar el comportamiento del oscilador en una simulación, y el factor Q dice qué tan aguda es la resonancia: un tanque de Q alto selecciona una banda angosta, justo lo que quieres en un sintonizador. Si prefieres trabajar con la longitud de onda de la frecuencia, usa la conversión de frecuencia y longitud de onda.

1. Ingresa la inductancia y elige su unidad (nH, µH, mH, H).
2. Ingresa la capacitancia y elige su unidad (pF, nF, µF, mF, F).
3. Opcional: ingresa una resistencia de pérdida en serie para obtener el factor Q.
4. Pulsa Calcular para ver la frecuencia de resonancia en Hz, kHz y MHz.
5. Usa la impedancia característica al diseñar la adaptación de un filtro.

¿Por qué la frecuencia de resonancia depende del producto LC?

La energía se intercambia entre el campo magnético de L y el campo eléctrico de C, y el ritmo del intercambio depende de ambos a la vez. Duplicar L o C baja la frecuencia en un factor √2; la fórmula f = 1/(2π√(LC)) captura esa dependencia simétrica.

¿Qué diferencia hay entre resonancia en serie y en paralelo?

En un tanque serie la impedancia es mínima en la resonancia (las reactancias se cancelan y queda R), así que deja pasar su propia frecuencia. En un tanque paralelo la impedancia es máxima en la resonancia, así que bloquea su propia frecuencia. Con L y C ideales, ambos resuenan en la misma f₀.

¿Cómo elijo L y C para una frecuencia objetivo?

Elige primero un C razonable: decenas de pF para RF, microfaradios para audio, y luego despeja L = 1/((2πf)²C). Por ejemplo, para sintonizar una emisora FM latinoamericana en 98.5 MHz, con C = 15 pF necesitas una L de unos 0.17 µH. La calculadora funciona en ambos sentidos si reordenas: prueba valores e itera hasta que la lectura coincida con tu objetivo.

¿Qué define el ancho de banda de un circuito sintonizado?

El Q con carga: ancho de banda = f₀/Q. Un Q más alto significa una resonancia más angosta y aguda. El Q lo bajan la resistencia de la bobina, las pérdidas del condensador y, sobre todo, la carga que acoples al tanque — un tanque muy cargado puede perder casi toda su selectividad.

¿Por qué los circuitos reales sintonizan un poco más bajo que lo calculado?

La capacitancia dispersa (cableado, capacitancia entre vueltas de la propia bobina, pistas del PCB) se suma a C, y la inductancia parásita se suma a L. Ambos efectos bajan f₀. Por eso los diseñadores dejan lugar para condensadores de ajuste o trimmer.

¿Puede un circuito tanque oscilar por sí solo?

Solo con un amplificador. Un tanque LC puro es un resonador: dale un golpe y suena decayendo. En un oscilador, un transistor o un amplificador operacional repone cada ciclo la energía perdida, y el tanque fija la frecuencia.

Cuidado con las unidades: nH × pF da un resultado muy distinto de mH × µF; la calculadora las maneja, pero revisa siempre el punto decimal al escribir. Las bobinas reales tienen resistencia en serie que limita el Q; una bobina pequeña típica tiene Q entre 20 y 100, suficiente para un oscilador útil pero no para un filtro de precisión. La capacitancia parásita de la bobina y la dispersa del cableado siempre bajan la frecuencia real por debajo del valor calculado — mide y ajusta. En un tanque paralelo la impedancia es máxima en la resonancia, así que bloquea su propia frecuencia y deja pasar el resto; el tanque serie hace lo contrario. Al diseñar un filtro, recuerda que el tanque solo fija la frecuencia central: el ancho de banda lo define el Q, y el Q depende de la carga que conectes al circuito. Para estimar la energía guardada en el condensador, combina con la calculadora de energía de un condensador.