🔌 Calcolatore Risonanza LC

Un induttore e un condensatore in parallelo (o serie) formano un circuito risonante LC — il risuonatore al cuore di ogni radio, oscillatore e filtro. Il circuito immagazzina energia alternativamente nel campo magnetico dell'induttore e nel campo elettrico del condensatore, scambiandosi avanti e indietro a una frequenza naturale data da f₀ = 1/(2π√(LC)). A quella frequenza le reattanze si annullano e l'impedenza raggiunge il picco (parallelo) o scende al minimo (serie).

La magia del circuito LC è che risuona: colpito con un impulso oscilla da solo mentre l'energia immagazzinata decade lentamente. Regola il condensatore (o l'induttore) e la frequenza risonante si sposta — ed è esattamente così che la manopola di una vecchia radio selects a station out of the hundreds arriving at the antenna.

Il calcolatore converte l'induttanza (nH, µH, mH, H) e la capacità (pF, nF, µF, mF, F) nelle unità base, quindi applica f₀ = 1/(2π√(LC)). Deriva anche l'impedenza caratteristica Z₀ = √(L/C), che per i filtri indica il livello di impedenza presentato dal risuonatore, e il fattore di qualità Q = Z₀/R quando è fornita una resistenza di perdita in serie.

Il periodo derivato (1/f₀) è utile per temporizzare il comportamento dell'oscillatore in una simulazione, e il fattore Q indica quanto è nitida la risonanza — un circuito ad alto Q seleziona una banda stretta, proprio ciò che serve in un sintonizzatore. Per la parte reattiva behaviour on either side of resonance, see the reactance calculator.

1. Enter the inductance and choose its unit (nH, µH, mH, H).
2. Enter the capacitance and choose its unit (pF, nF, µF, mF, F).
3. Optionally enter a series loss resistance to get the Q factor.
4. Click Calculate to see the resonant frequency in Hz, kHz and MHz.
5. Use the characteristic impedance output when designing filter matching.

Perché la frequenza risonante dipende dal prodotto LC?

L'energia immagazzinata si scambia tra il campo magnetico di L e il campo elettrico di C, e la velocità di scambio dipende da entrambi insieme. Raddoppiare L o C abbassa la frequenza di √2; la formula f = 1/(2π√(LC)) esprime questa dipendenza simmetrica.

Qual è la differenza tra risonanza serie e parallelo?

In un circuito serie l'impedenza è minima alla risonanza (le reattanze si annullano, rimane R), quindi lascia passare la propria frequenza. In un circuito parallelo l'impedenza è massima alla risonanza, quindi blocca la propria frequenza. Entrambi risuonano alla stessa f₀ quando L e C sono ideali.

Come scelgo L e C per una frequenza target?

Scegli prima un C ragionevole — per circuiti RF decine di pF, per audio microfarad — poi risolvi L = 1/((2πf)²C). Il calcolatore funziona in entrambe le direzioni se riordini: prova valori e itera finché la lettura corrisponde al target.

Cosa determina la larghezza di banda di un circuito accordato?

Il Q caricato: larghezza di banda = f₀/Q. Un Q più alto significa una risonanza più stretta e nitida. Q è abbassato dalla resistenza dell'induttore, dalle perdite del condensatore e soprattutto dal carico accoppiato al circuito — un circuito molto caricato può perdere buona parte della sua selettività.

Perché i circuiti reali si accordano leggermente più in basso del calcolato?

La capacità parassita (cablaggio, capacità interavvolgimento propria dell'induttore, tracce PCB) si somma a C, e l'induttanza parassita si somma a L. Entrambe abbassano f₀. I progettisti lasciano spazio per condensatori trimmer proprio per questo.

Un circuito risonante può oscillare da solo?

Solo con un amplificatore. Un puro circuito LC è un risuonatore — lo ecciti e risuona smorzandosi. In un oscillatore, un transistor o un op-amp aggiunge esattamente l'energia sufficiente a ogni ciclo per sostituire le perdite, e il circuito fissa la frequenza.

Controlla le unità — nH × pF dà un risultato molto diverso da mH × µF; il calcolatore li gestisce, ma ricontrolla sempre il punto decimale quando digiti. Gli induttori reali hanno resistenza in serie, che limita Q; un piccolo induttore tipico ha Q tra 20 e 100, sufficiente per un oscillatore utilizzabile ma non per un filtro di precisione. La capacità parassita nell'induttore e la capacità dispersa del cablaggio abbassano sempre la frequenza risonante reale sotto il valore calcolato — misura e ritaglia. In un circuito parallelo l'impedenza raggiunge il picco alla risonanza, quindi blocca la propria frequenza e lascia passare tutto il resto; un circuito in serie fa l'opposto. Se stai progettando un filtro, ricorda che il circuito fissa solo la frequenza centrale; la larghezza di banda è fissata da Q, e Q dipende dal carico applicato al circuito.