Calculadora de reactancia, filtro y resonancia
Calcula la reactancia capacitiva e inductiva, las frecuencias de corte de filtros RC y RL, y la frecuencia de resonancia de un circuito LC — con una gráfica log–log donde las curvas XC y XL se cruzan en la resonancia.
Introduce una frecuencia y luego una capacitancia y/o una inductancia para obtener la reactancia capacitiva XC y la reactancia inductiva XL a esa frecuencia.
Acerca de la calculadora de reactancia, filtro y resonancia
En un circuito de corriente continua solo la resistencia limita la corriente, pero en cuanto una señal cambia con el tiempo — una onda de corriente alterna, un tono de audio, una portadora de RF — los condensadores y las bobinas empiezan a importar. Su oposición a la corriente alterna se llama reactancia y, a diferencia de la resistencia, depende de la frecuencia. Esta calculadora cubre los tres fundamentos de la corriente alterna que el resto del grupo de herramientas eléctricas deja de lado. Primero, la reactancia en sí: la reactancia capacitiva XC = 1/(2πfC), que cae al aumentar la frecuencia, y la reactancia inductiva XL = 2πfL, que crece con la frecuencia. Segundo, la frecuencia de corte de los filtros pasivos: la frecuencia de esquina a −3 dB fc = 1/(2πRC) de un filtro RC o fc = R/(2πL) de un filtro RL, el punto en el que un filtro paso bajo o paso alto empieza a atenuar. Tercero, la resonancia LC: la frecuencia f0 = 1/(2π√(LC)) a la que las reactancias inductiva y capacitiva son iguales y se anulan, que es como se sintonizan las radios, funcionan los osciladores y resuenan los circuitos tanque. Una sola gráfica log–log lo une todo — la curva descendente XC y la curva ascendente XL se cruzan exactamente en la frecuencia de resonancia, y la frecuencia de corte del filtro está simplemente donde la reactancia es igual a R. Está pensada para estudiantes de electrónica, radioaficionados, aficionados al audio y a la RF y para cualquiera que diseñe crossovers, circuitos sintonizados o filtros de señal.
Cómo usar esta calculadora
- 1 Elige Reactancia para hallar XC y XL a una frecuencia, Frecuencia de corte para la frecuencia de esquina de un filtro RC/RL, o Resonancia LC para un circuito sintonizado.
- 2 En modo Reactancia, introduce la frecuencia y una capacitancia y/o una inductancia; en modo Filtro, elige RC o RL e introduce R con C o L; en modo Resonancia, introduce L y C.
- 3 Cada campo tiene su propia unidad con prefijo SI (Hz/kHz/MHz, pF/nF/µF, µH/mH/H, Ω/kΩ/MΩ), así puedes escribir directamente valores reales de componentes.
- 4 Lee el resultado y estudia la gráfica log–log, donde XC y XL se cruzan en la frecuencia de resonancia y la frecuencia de corte del filtro se sitúa donde la reactancia es igual a R.
Cómo se calculan la reactancia, el corte y la resonancia
La reactancia es la oposición, dependiente de la frecuencia, de un condensador o una bobina a la corriente alterna, medida en ohmios igual que la resistencia pero desfasando la corriente 90° respecto a la tensión. Reactancia capacitiva: XC = 1 / (2πfC) Un condensador bloquea la corriente continua (reactancia infinita a 0 Hz) y deja pasar las frecuencias altas cada vez con más facilidad, por lo que XC cae al aumentar f. Reactancia inductiva: XL = 2πfL Una bobina deja pasar la corriente continua libremente y se opone a los cambios rápidos, por lo que XL crece en proporción directa a la frecuencia. Frecuencia de corte del filtro (esquina a −3 dB): Filtro RC: fc = 1 / (2πRC) Filtro RL: fc = R / (2πL) En el corte, la reactancia del elemento reactivo es igual a R, la salida ha caído a alrededor del 70,7 % (−3 dB) de la entrada y el desfase es de 45°. Intercambiar qué elemento se toma como salida convierte un filtro paso bajo en uno paso alto con la misma frecuencia de esquina. Resonancia LC: f0 = 1 / (2π√(LC)) La resonancia es la frecuencia en la que XL = XC. Igualando 2πfL = 1/(2πfC) y despejando f se obtiene f0. En ese punto las dos reactancias se anulan: un LC serie se comporta casi como un cortocircuito y un LC paralelo casi como un circuito abierto, y ambas reactancias son iguales a la impedancia característica √(L/C).
Preguntas frecuentes
¿Qué es la reactancia capacitiva?
La reactancia capacitiva es la oposición que un condensador presenta a la corriente alterna, dada por XC = 1/(2πfC) y medida en ohmios. A diferencia de una resistencia, esa oposición depende de la frecuencia: en corriente continua (0 Hz) un condensador es un circuito abierto con reactancia infinita, y al aumentar la frecuencia XC cae, de modo que el condensador deja pasar las frecuencias altas cada vez con más facilidad. Por eso los condensadores se usan para bloquear la corriente continua mientras acoplan señales alternas, y por eso un condensador forma la parte selectiva en frecuencia de los filtros RC y los circuitos sintonizados LC.
¿Cómo calculo la frecuencia de corte de un filtro RC?
La frecuencia de corte (o de esquina) de un filtro RC es fc = 1/(2πRC), donde R está en ohmios y C en faradios. Es el punto a −3 dB donde la salida ha caído a alrededor del 70,7 % de la entrada y la reactancia del condensador es igual a la resistencia. Por ejemplo, una resistencia de 1 kΩ con un condensador de 100 nF da fc = 1/(2π × 1000 × 100×10⁻⁹) ≈ 1,59 kHz. Los mismos R y C forman o bien un filtro paso bajo (salida tomada en el condensador) o un filtro paso alto (salida en la resistencia) — ambos comparten esta frecuencia de corte.
¿Cuál es la frecuencia de resonancia de un circuito LC?
La frecuencia de resonancia de un circuito LC es f0 = 1/(2π√(LC)), donde L está en henrios y C en faradios. Es la frecuencia a la que la reactancia inductiva XL = 2πfL y la reactancia capacitiva XC = 1/(2πfC) son iguales y se anulan, dejando el circuito puramente resistivo. Por ejemplo, 1 mH con 1 µF resuena a 1/(2π√(10⁻³ × 10⁻⁶)) ≈ 5,03 kHz. Un LC serie es casi un cortocircuito en f0 y un LC paralelo casi un circuito abierto, que es como las radios, los osciladores y los filtros sintonizados seleccionan una frecuencia entre muchas.
¿Cuál es la diferencia entre reactancia y resistencia?
Ambas se miden en ohmios y ambas se oponen a la corriente, pero la resistencia disipa energía en forma de calor y no depende de la frecuencia, mientras que la reactancia almacena y devuelve energía en un campo magnético (bobina) o eléctrico (condensador) y cambia con la frecuencia. La resistencia mantiene la tensión y la corriente en fase; la reactancia las desfasa 90°. Combinadas, la resistencia R y la reactancia neta X forman la impedancia Z = √(R² + X²), que es la oposición total que un circuito de corriente alterna presenta a una frecuencia dada.
Herramientas de electrónica relacionadas
La reactancia es donde comienza el lado de corriente alterna del grupo de herramientas eléctricas: combínala con la calculadora del temporizador 555 para fijar frecuencias de oscilador, la calculadora de código de condensador para descifrar el C que necesitas, la ley de Ohm para la parte resistiva del circuito y la calculadora de código de colores de resistencias para elegir la R de un filtro RC o RL.
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