Resonancia, factor Q y filtros
Calcular resonancia y distinguir filtros y respuestas de frecuencia.
Seleccionar una frecuencia entre muchas
Un receptor necesita separar una estación de las que transmiten cerca; un transmisor debe eliminar armónicos. Resonancia y filtros permiten favorecer unas frecuencias y atenuar otras.
Resonancia LC
La reactancia inductiva aumenta con frecuencia y la capacitiva disminuye. En resonancia tienen igual magnitud: XL = XC. En un circuito serie ideal se cancelan y la impedancia es mínima. En paralelo ideal, las corrientes reactivas se compensan y la impedancia vista desde fuera es máxima.
El factor Q relaciona frecuencia central y ancho de banda: Q = f₀/BW. Un Q elevado implica generalmente una banda relativa más estrecha y mayor selectividad, aunque los componentes reales introducen pérdidas.
Familias de filtros
Un paso bajo deja pasar frecuencias inferiores a su corte; un paso alto, las superiores; un paso banda selecciona una zona; un rechazo de banda atenúa una zona concreta. La frecuencia de corte no es una pared vertical: describe un punto de una transición.
Los filtros LC son flexibles. Un cristal de cuarzo puede ofrecer Q y selectividad muy altos, útiles para bandas estrechas. Redes en L, T o pi combinan elementos para filtrar y adaptar impedancias.
Pensarlo como una puerta
No preguntes solo “qué elimina”, sino “qué queremos conservar”. En la salida de un transmisor HF, un paso bajo puede conservar la fundamental y atenuar armónicos superiores. En una FI, un paso banda estrecho conserva el canal deseado.
Sintonizar una estación paso a paso
Al girar el mando de sintonía de un circuito LC cambiamos su frecuencia resonante. Cuando coincide con la estación deseada, la respuesta alcanza el valor previsto; lejos de ella, disminuye. Si el Q es bajo, pasan varias señales próximas. Si es muy alto, la banda puede resultar tan estrecha que recorte parte de la información.
Por eso “más Q” no siempre significa automáticamente “mejor receptor”. Para CW estrecha puede ser útil una banda muy pequeña; para FM o una señal digital ancha necesitamos conservar todo su espectro. El filtro se diseña para la señal y para la separación requerida.
En una cadena real se combinan filtros: uno de entrada rechaza señales lejanas, otro de FI define el canal y uno de salida del transmisor elimina armónicos. Todos seleccionan frecuencias, pero no cumplen la misma función ni trabajan necesariamente con la misma potencia.
Confusiones habituales
- Serie resonante: impedancia mínima; paralelo: máxima, en el modelo ideal.
- Mayor Q suele significar menor ancho relativo.
- Paso bajo no bloquea las frecuencias bajas.
- Corte y resonancia no son siempre el mismo concepto.
Comprueba que lo has entendido
1. En resonancia LC se cumple que...
Respuesta razonada: XL y XC tienen igual magnitud. Las reactancias se compensan.
2. En un circuito serie resonante ideal, la impedancia es...
Respuesta razonada: Mínima. Las reactancias se cancelan en serie.
3. En un circuito paralelo resonante ideal, la impedancia es...
Respuesta razonada: Máxima. Las corrientes reactivas se compensan y la impedancia crece.
Después veremos cómo rectificar, filtrar y regular la energía que alimenta estos circuitos.
Cuando la termines, márcala para seguir tu progreso.
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