Um circuito LC – uma bobina (indutor) e um capacitor conectados juntos – é um dos blocos de construção mais fundamentais da eletrônica, formando o “tanque” ressonante no coração dos sintonizadores de rádio, osciladores e filtros. Esta calculadora encontra a frequência de ressonância de um circuito LC ou resolve retroativamente a indutância ou capacitância necessária para atingir uma frequência alvo, usando a fórmula padrão f = 1/(2π√(LC)).
Como funciona a frequência ressonante
Em um circuito LC, o indutor se opõe às mudanças na corrente, enquanto o capacitor se opõe às mudanças na tensão. Quando energizado, o circuito oscila: a energia vai e volta entre o campo magnético do indutor e o campo elétrico do capacitor. Na frequência de ressonância f = 1/(2π√(LC)), a reatância indutiva (XL = 2πfL) é exatamente igual à reatância capacitiva (XC = 1/(2πfC)), então os dois se cancelam e o circuito oscila mais livremente nessa frequência única. É por isso que os circuitos LC são chamados de circuitos "tanque" - como um tanque espirrando água para frente e para trás, a energia se espalha entre os dois componentes. Os circuitos tanque do mundo real também têm alguma resistência, o que amortece a oscilação ao longo do tempo (consulte uma análise RC ou RLC para esse comportamento) — esta calculadora modela a ressonância LC ideal e sem perdas usada para a seleção inicial do componente.
Entradas e o que elas significam
A indutância (L) é inserida em henries, milihenries ou microhenries – a maioria das bobinas práticas está na faixa de µH a mH. A capacitância (C) é inserida em farads, microfarads, nanofarads ou picofarads – os capacitores de sintonia e RF são comumente nF ou pF. Tanto L quanto C afetam a frequência por uma relação de raiz quadrada, portanto, dobrar qualquer um deles diminui a frequência de ressonância por um fator de √2, não pela metade.
Nas guias Resolver L e Resolver C, insira a frequência desejada (Hz, kHz ou MHz) junto com qualquer valor do componente já fixado em seu projeto, e a calculadora retornará o valor do componente necessário para completar o circuito.
Limites e casos extremos
Esta calculadora assume um circuito LC ideal sem resistência. Os circuitos reais incluem resistência parasita nos enrolamentos da bobina e perdas dielétricas no capacitor, que introduzem amortecimento e uma largura de banda finita (fator de qualidade, ou Q) em torno do pico ressonante – não modelado aqui. Também assume comportamento de elemento concentrado; em frequências muito altas, a capacitância e a indutância parasitas no layout físico podem desviar a ressonância efetiva do valor calculado. Para circuitos com resistência em série significativa, use uma análise de constante de tempo RLC ou RC junto com esta ferramenta.