Construcción de un Circuito Tanque Resonante: Inductor, Capacitor y Perspectivas Prácticas

COMPONENTES Y MATERIALES

• Osciloscopio (compatible con alto voltaje)
• Capacitores no polarizados (0,1 µF–10 µF)
• Transformador reductor de potencia (120 V / 6 V) – usa solo un devanado como inductor
• Resistencias de 10 kΩ
• Batería de 6 V

El transformador funciona únicamente como inductor; deja el devanado sin usar abierto. Si hay un choke dedicado disponible, puede reemplazar al transformador, pero los chokes son menos comunes en kits de aficionados.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lessons In Electric Circuits, Volumen 2, capítulo 6: "Resonancia"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Construir un circuito tanque resonante
• Comprender cómo el valor del capacitor influye en la frecuencia resonante
• Aprender a introducir antirresonancia (amortiguamiento) en el circuito

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Conecta un inductor y un capacitor en paralelo. Energiza brevemente la red con una fuente CC (batería). La energía almacenada se transfiere entre el campo eléctrico del capacitor y el campo magnético del inductor, produciendo oscilaciones amortiguadas. Observa la forma de onda en un osciloscopio cableado a través del tanque.

Nota de Seguridad: Evita usar una PC o tarjeta de sonido como osciloscopio. El retroceso inductivo puede generar voltajes que dañan fácilmente las entradas de audio sensibles.

La frecuencia natural (resonante) de un circuito tanque viene dada por:

Para muchos transformadores de potencia pequeños, la inductancia del devanado primario es de aproximadamente 1 H; úsalo como punto de partida al estimar la frecuencia de oscilación. Inductores de mayor Q sostendrán las oscilaciones por más tiempo.

Experimenta variando el valor del capacitor. Registra los cambios resultantes en frecuencia y tiempos de decaimiento. Con una capacitancia conocida (de un medidor) y frecuencia resonante medida (del osciloscopio), puedes reorganizar la fórmula para resolver la inductancia:

$$L = \frac{1}{(2\pi f)^2 C}$$

Agregar resistencia intencional —ya sea en serie o paralelo— introduce antirresonancia, amortiguando las oscilaciones similar al amortiguador de un coche.

SIMULACIÓN POR COMPUTADORA

El esquemático incluye una resistencia parásita (R_stray) para imitar pérdidas del mundo real. Reducir R_stray prolonga el decaimiento, mientras que eliminarlo conduce a oscilación perpetua.

Netlist para Simulación SPICE

circuito tanque con pérdida
l1 1 0 1 ic=0
rstray 1 2 1000
c1 2 0 0.1u ic=6
.tran 0.1m 20m uic
.plot tran v(1,0)
.end

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS

• Hoja de Trabajo de Resonancia
• Hoja de Trabajo de Circuitos de Filtro Pasivo
• Hoja de Trabajo de Circuitos Osciladores