⚡ Calcolatore di Reattanza

I condensatori e gli induttori si oppongono al passaggio della corrente alternata non con la resistenza ma con la reattanza — un'opposizione che dipende dalla frequenza e si misura in ohm. La reattanza di un condensatore è Xₘ = 1/(2πfC): lascia passare facilmente le alte frequenze e blocca quelle basse. La reattanza di un induttore è Xₙ = 2πfL: fa l'opposto. Insieme sono i mattoni selettivi in frequenza di ogni filtro, crossover e circuito accordato.

La reattanza è il motivo per cui un tweeter e un woofer nella stessa cassa possono ricevere ciascuno la parte giusta dello spettro audio, per cui un condensatore blocca la corrente continua in uno stadio di accoppiamento e per cui un induttore livella la tensione di alimentazione. Capire le due curve — una che sale, una che scende — è il primo passo per progettare qualsiasi circuito selettivo in frequenza.

Il calcolatore riceve la frequenza (con selezione Hz/kHz/MHz/GHz) e la capacità o l'induttanza, converte nelle unità di base e applica Xₘ = 1/(2πfC) oppure Xₙ = 2πfL. Se vengono inseriti sia L sia C, calcola anche la frequenza di risonanza in cui le due reattanze sono uguali — l'incrocio delle due curve — che coincide con f₀ = 1/(2π√(LC)) usata dal nostro calcolatore di risonanza LC.

La reattanza derivata in kΩ e MΩ ti aiuta a scegliere rapidamente la dimensione giusta del componente, e la verifica incrociata della risonanza LC è comoda quando abbini un condensatore a un induttore per un circuito accordato. Per l'impedenza dell'intero circuito (resistenza più reattanza) combina il risultato con la legge di Ohm e gli altri nostri calcolatori di elettronica.

1. Scegli il tipo di componente: condensatore o induttore.
2. Inserisci il valore del componente e la sua unità (pF–F o nH–H).
3. Inserisci la frequenza e la sua unità (Hz, kHz, MHz o GHz).
4. Clicca Calcola per vedere la reattanza in ohm, kΩ e MΩ.
5. Se sono inseriti sia L sia C, leggi anche la verifica della risonanza.

Qual è la differenza tra resistenza e reattanza?

La resistenza si oppone alla corrente allo stesso modo a tutte le frequenze e dissipa energia sotto forma di calore. La reattanza si oppone alla corrente immagazzinando e restituendo energia (in un campo elettrico o magnetico) e dipende dalla frequenza. Insieme formano l'impedenza, Z = R + jX.

Perché la reattanza capacitiva diminuisce all'aumentare della frequenza?

Un condensatore lascia passare la carica caricandosi e scaricandosi. A frequenza più alta i cicli sono più brevi, quindi a parità di tensione scorre più carica al secondo — di fatto una minore opposizione. In corrente continua (0 Hz) Xc è infinita, ed è per questo che un condensatore blocca la corrente continua.

A quale frequenza XC e XL diventano uguali?

La frequenza alla quale le due reattanze coincidono è quella di risonanza f₀ = 1/(2π√(LC)). Il calcolatore la mostra quando vengono inseriti entrambi i valori. Al di sotto di f₀ il circuito si comporta in modo capacitivo; al di sopra, in modo induttivo.

La reattanza è la stessa cosa dell'impedenza?

No. L'impedenza è la somma vettoriale di resistenza e reattanza, Z = √(R² + X²) con un angolo di fase. La reattanza è solo la parte immaginaria. Per un condensatore o un induttore ideali (R = 0) le due coincidono numericamente, ma i componenti reali hanno sempre una certa resistenza.

Come scelgo il valore di un condensatore per un circuito di accoppiamento?

Scegli un Xc ben inferiore all'impedenza dello stadio successivo alla frequenza più bassa che devi lasciar passare — in genere 10× più piccolo o meno. Per l'accoppiamento audio, un Xc sotto circa 160 Ω a 100 Hz richiede C > 10 µF, ed è per questo che i circuiti audio usano condensatori dell'ordine dei microfarad.

Perché la reattanza misurata differisce dal calcolo alle alte frequenze?

I componenti reali hanno elementi parassiti: l'ESL e l'ESR del condensatore, la capacità tra le spire e la DCR dell'induttore. Al di sopra della frequenza di autorisonanza i componenti si comportano in modo del tutto diverso. I calcoli valgono per frequenze ben al di sotto della SRF.

Ricorda il comportamento di fase: la corrente anticipa la tensione di 90° in un condensatore e la ritarda di 90° in un induttore — la sola reattanza non racconta mai tutta la storia, ma è l'ampiezza che determina la frequenza di taglio dei filtri. Quando consideri un condensatore ad alta frequenza, controlla l'autorisonanza: al di sopra della sua SRF il componente smette di comportarsi come un condensatore e appare induttivo. Per un induttore, la resistenza in corrente continua (DCR) è di solito piccola ma conta nei filtri ad alta corrente. Valori di reattanza inferiori a circa 10 Ω o superiori a 1 MΩ sono poco pratici per circuiti reali, perché resistenze e capacità parassite iniziano a dominare — progetta nell'intervallo ragionevole. In un crossover audio, raddoppiando la frequenza si raddoppia XL ma si dimezza XC, ed è per questo che i sistemi di altoparlanti usano reti a pendenza ripida con entrambi i componenti per ogni altoparlante.