¿Cuál es la razón lógica de por qué ocurre la resonancia en un circuito RLC en serie cuando la capacidad inductiva y la capacidad de reacción son iguales? (No proporciones pruebas matemáticas).

Answer 1

Creo que quizás esté atribuyendo algún significado místico o misterioso a la palabra resonancia.

Un circuito RLC en serie tiende a transportar una corriente oscilatoria a una frecuencia que depende de los valores de L y C, denominada frecuencia de resonancia.

Esto sucede exactamente por la misma razón por la cual una masa suspendida de un resorte vibra hacia arriba y hacia abajo a una frecuencia resonante.

Cuando se estira, el resorte resiste este estiramiento e intenta volver a su estado no estirado. Una vez que alcanza su estado normal, la masa ha adquirido impulso. En lugar de detenerse, prefiere pasar el estado cero, ahora comprimiendo el resorte.

El resorte resiste esto y trata de volver a su estado sin comprimir ………. y así sucesivamente.

El resorte tiene su mayor fuerza de restauración cuando la masa está estacionaria. La masa está en su mejor momento de inercia, cuando el resorte está en su estado normal sin tensión.

Operan con una fase inherente de oposición.

Un condensador se comporta muy parecido al resorte. El inductor se comporta muy parecido a la masa. La resistencia al aire juega el papel de la resistencia.

Todos los sistemas oscilantes tienen dos elementos necesarios: un elemento restaurador y un elemento inercial.

Por mucho que desprecies las pruebas matemáticas, necesitas algunas matemáticas para establecer cuál es esta frecuencia “natural” a la que son propensos los sistemas oscilatorios.

Es simplemente SQRT (el parámetro físico que determina la fuerza restauradora DIVIDIDA POR el parámetro físico que determina la fuerza de inercia) multiplicado por 1 / 2pi

En sistemas mecánicos, el parámetro físico que determina la fuerza restauradora es k o la rigidez del resorte. Cuanto más se estira o comprime el resorte, más fuerza restauradora da k. En un circuito LC, la fuerza restauradora está determinada por 1 / C. {V = q / C}.

El parámetro que determina la fuerza inercial en una masa es, bueno, la masa – M. En un circuito LC, el componente inercial es proporcional a L.

Entonces, un sistema oscilatorio mecánico oscila a una frecuencia “natural” de 1 / (2pi * sqrt (LC))

En un circuito LC eléctrico, la frecuencia natural, por la misma analogía, es 1 / 2pi * SQRT (k / m).

Cuando una combinación masa-resorte o un péndulo se ‘perturba’, comienza a oscilar a esta frecuencia natural.

Del mismo modo, cuando un circuito LC está “perturbado” se activan las corrientes oscilatorias.

Estas oscilaciones se amortiguan o desaparecen eventualmente. En los sistemas mecánicos se humedecen debido a la fricción y la resistencia al aire, etc. En un circuito LC se extinguen debido a esa R.

Entonces, la frecuencia de resonancia es simplemente la “frecuencia natural” de un sistema oscilatorio dependiendo de sus atributos físicos. Tome un resorte más rígido o una masa más ligera, oscilará a una frecuencia más alta. Del mismo modo, tome un condensador más grande o un inductor más pequeño, “resonará” a una frecuencia más alta.

Ya que estoy en eso, ¿qué tal un péndulo o un columpio para niños? La fuerza restauradora es proporcional a mg. La fuerza de inercia es proporcional a mL. Al dividir el elemento restaurador por el elemento inercial, ¡eso desaparece! Por eso la masa no tiene ningún papel. Solo la longitud importa.

Se pueden aplicar principios similares para comprender todo tipo de sistemas oscilatorios: ondas de sonido, cambios de precios en el mercado, cambios de humor entre las personas, poblaciones de zorros y liebres en la selva, etc., debe haber una fuerza restauradora y una fuerza de inercia que actúe en oposición el uno al otro, y lo más importante: una desconexión de fase entre los dos.

Cuando los precios suben, y el gobierno toma medidas correctivas tardías, debido a causas inerciales naturales, se producen oscilaciones.

Answer 2

La capacitancia y la inductancia son dos elementos de almacenamiento de energía. Para una parte del ciclo de voltaje (digamos 0 a pi) el capacitor almacena y el inductor libera energía, para la otra parte del ciclo (pi a 2 pi) el capacitor libera y el inductor almacena energía. Si la cantidad de energía almacenada por el condensador es igual a la cantidad de energía liberada por el inductor para esa parte del ciclo (0 a pi), se dice que se produjo la resonancia. Otra forma de decir esto es que cuando la energía sigue oscilando entre el inductor y el capacitor y la fuente no está involucrada en ayudar a estos elementos a oscilar la energía, se dice que esta condición es condición de resonancia.

Una manera más simple: considere el inductor y el condensador como dos hijos traviesos de una dama (batería). A ambos niños les encanta jugar a lanzar y atrapar la pelota. Madre les da una pelota a estos niños y les pide que jueguen entre ellos. De esta manera, se alivia y puede hacer un trabajo útil.

En la resonancia, el inductor y el condensador juegan entre sí y no necesitan la participación de la batería. La batería, por otro lado, puede dedicarse por completo para un trabajo útil.

Espero que esto ayude