Ressonador

Una ona estacionaria en una cavitat resonante de forma rectangular.

Una ona estacionaria en una cavitat resonante de forma rectangular.

Un ressonador és qualsevol dispositiu o sistema que és capaç d'entrar en resonància o que té la capacitat de comportar-se de manera resonante, la qual cosa vol dir que oscila a unes determinades freqüències en una amplitut més gran que en atres freqüències. No obstant, habitualment el terme s'utilisa per a referir-se als objectes físics que oscilen a una determinada freqüència degut a que les seues dimensions són una integral múltiple de la llongitut d'ona d'aquelles freqüències. Les oscilacions o onas d'un ressonador poden ser electromagnètiques o mecàniques. Els ressonadors s'utilisen tant per a generar ones de freqüències determinades com per a seleccionar freqüències específiques d'una senyal. Els instruments musicals utilisen ressonadors acústics que produïxen ones sonores de tons específics.

Una cavitat resonante d'un ressonador electromagnètic, és un dispositiu format per un cert espai llimitat per superfícies dielèctriques, que ampra la resonància per a seleccionar determinades freqüències del conjunt d'ones electromagnètiques que ho travessen. Les cavitats resonantes acústica, en les que els sons es produïxen per l'aire que vibra en una cavitat en una obertura, solen rebre el nom de ressonadors de Helmholtz.

Ressonador electromagnètic

Un ressonador de paràmetros distribuïts d'un circuit tipo té capacitancia, inductància i resistència que poden ser aïllades en un conjunt de condensadores, inductorés i resistores. El factor temporal de propagació de l'energia de l'ona al circuit és apreciable. Els ressonadors poden ser de tipo dielèctric o magnètic. Un conductor buit que utilisa la resonància per a amplificar una ona electromagnètica rep el nom de cavitat resonante. En el context dels components electrònics, un ressonador pot referir-se a un ressonador ceràmic, un component que s'usa per a produir una oscilació a una freqüència específica; la seua ocupació principal és la de senyal de rellonge per als circuits digitals. Una bobina d'una sola capa o solenoide que s'utilisa com bobinado secundari o terciario d'una bobina de Tesla, també rep el nom de ressonador.

Cavitats resonantes

La cavitat presenta una superfície interior que reflectix les ones d'una freqüència específica, quan l'ona que és resonante en la cavitat entra, rebota en chicotetes pèrdues (vore ona estacionaria). Quanta més energia en forma d'ones entra a la cavitat, més es recombina i reforça en les ones que ya estan dins, incrementant la seua intensitat.

Eixemples

Alguns eixemples de cavitats resonantes són: el tubo d'una flauta, la caixa d'un violí (que seria un eixemple de Resonància de Helmholtz) o un magnetrón d'un forn microones (vore klistrón).

La cavitat d'un magnetrón és un tubo de buit en un filament en el centre d'una cambra circular i lobulada buida. Hi ha un camp magnètic perpendicular creat per un iman permanent que provoca que els electrons, que són atrets per la part contrària de la cambra (relativament positiva), seguixquen un camí en espiral en lloc d'anar directament cap al ànodo. Espayades entorn a la cambra hi ha una série de cavitats cilíndriques que són obertes i per lo tant comunicades en la cavitat comuna. Quan els electrons passen per estes obertures, induïxen un camp resonante d'alta freqüència en la cavitat, que a la seua volta fa que els electrons s'agrupen. Una part d'este camp s'extrau en una antena curta que està conectada a una guia d'ones (un tubo de metal, normalment de secció rectangular). La guia d'ones dirigix l'energia de radiofrecuencia cap al dispositiu a on s'utilisarà, que podria ser la cambra de cocció d'un forn microones clarament o a l'antena d'un radar.

En un làser, la llum és amplificada en una cavitat resonante que està composta habitualment per dos o més espills. Aixina, tenim una cavitat òptica resonante que reflectix en les seues parets les ones electromagnètiques (la llum en este cas). Açò permet que hi haja ones estacionarias en poca pèrdua fòra de la cavitat.