Visualice la respuesta en frecuencia de un circuito RLC en serie: ajuste los parámetros R, L, C y observe los diagramas de Bode de magnitud y fase en tiempo real
En un circuito RLC en serie impulsado por una fuente de voltaje, la función de transferencia H(jω) = V_R / V_in = R / (R + jωL + 1/jωC) describe cómo varía el voltaje de salida con la frecuencia. En la frecuencia de resonancia f₀ = 1/(2π√LC), la reactancia inductiva ωL iguala la reactancia capacitiva 1/(ωC) y se cancelan. La impedancia es puramente resistiva (Z = R), la corriente y el voltaje están en fase, y |H| = 1 (0 dB). El factor Q = (1/R)√(L/C) mide la nitidez de la resonancia: Q alto significa una respuesta estrecha y puntiaguda; Q bajo significa una respuesta ancha y plana. El ancho de banda -3dB es Δf = f₀/Q = R/(2πL).
Un diagrama de Bode consta de dos gráficos que comparten el mismo eje de frecuencia logarítmica. El gráfico de magnitud muestra 20·log₁₀|H(f)| en decibelios (dB): en este circuito pasivo, 0 dB es el pico de ganancia unitaria y los valores negativos indican atenuación al alejarse de la resonancia. El gráfico de fase muestra ∠H(f) en grados. Para el RLC paso banda, la fase transiciona de +90° (capacitivo) pasando por 0° (resonancia) hasta -90° (inductivo). Cuanto más pronunciada sea la transición de fase, mayor será Q. Los puntos -3dB definen el ancho de banda.
Sintonización de radio: los circuitos LC seleccionan una frecuencia de estación específica; el factor Q determina la selectividad. Cruces de audio: los filtros RLC dividen las señales en bandas de graves, medios y agudos. Adaptación de impedancia: las redes L usan L y C para adaptar la impedancia de la antena. Filtros EMI: las trampas LC en serie suprimen interferencia electromagnética. Diseño de osciladores: los circuitos RLC establecen la frecuencia de oscilación. Electrónica de potencia: los convertidores resonantes usan tanques LC para conmutación suave.
Comience con el preset Resonancia Aguda: aparecerá un pico alto y estrecho en f₀. Cambie a Respuesta Ancha: el pico se aplana, Q disminuye y el ancho de banda aumenta. Arraste el control R para ver cómo la resistencia controla Q y el ancho de banda independientemente de f₀. La línea discontinua vertical marca f₀; la región sombreada muestra el ancho de banda -3dB. Pase el cursor sobre cualquier gráfico para ver valores exactos.