Un circuit résonant, également connu sous le nom de circuit LC, circuit réservoir ou circuit accordé, est un circuit qui stocke l’énergie et la transfère à plusieurs reprises, comme un pendule oscillant. L’énergie passe entre un inducteur, un composant de circuit qui stocke l’énergie dans un champ magnétique, et un condensateur, qui stocke l’énergie dans un champ électrique. Lorsque les deux fonctionnent à la même fréquence, le circuit est dit accordé. De tels circuits d’accord sont utilisés dans les tuners et les amplificateurs.
L’inducteur et le condensateur fonctionnent ensemble. Le condensateur emmagasine de l’énergie sous forme de tension puis la restitue sous forme de courant. L’inducteur stocke l’énergie du courant dans son champ magnétique, puis la restitue au condensateur. Les deux composants du circuit font passer leur énergie stockée dans les deux sens, un phénomène appelé oscillation. Le nombre de fois par seconde que l’énergie est transférée dans les deux sens est considéré comme la fréquence du circuit résonant.
Un circuit résonant est comme un pendule. Une personne tire le pendule d’un côté, stockant ainsi de l’énergie potentielle, car le pendule est plus haut qu’avant. Lorsque le pendule est relâché, l’énergie potentielle est transformée en énergie cinétique, l’énergie du mouvement. L’énergie cinétique fait que le pendule passe par la position neutre pour s’élever de l’autre côté, emmagasinant à nouveau de l’énergie potentielle. Le pendule oscille d’avant en arrière jusqu’à ce qu’il manque d’énergie.
Comme un pendule, un circuit résonant fonctionne plus efficacement lorsqu’il oscille à sa fréquence préférée ou résonante. La vitesse à laquelle le condensateur et l’inducteur absorbent et libèrent chacun de l’énergie est fonction du temps. Si l’on essaie de piloter le circuit plus rapidement que sa fréquence de résonance, le condensateur ou l’inducteur ne pourra pas absorber et libérer l’énergie assez rapidement. La fréquence de résonance du circuit est définie par l’équation 1 divisée par la racine carrée de L x C. L représente l’inductance en Henries et C représente la capacité en Farads.
Comme un enfant sur une balançoire, les circuits résonnants perdent de l’énergie au fur et à mesure que l’énergie est transmise, donc une nouvelle énergie doit être ajoutée pour maintenir le circuit en marche. Les fils ont une résistance. Les condensateurs ne libèrent pas autant d’énergie qu’ils n’en absorbent. La perte dans un circuit résonant est mesurée par le facteur de qualité, ou facteur Q. Un facteur Q plus élevé indique que moins d’énergie est perdue à chaque oscillation.
Le facteur Q est calculé comme le rapport de l’amplitude, ou la force, des oscillations qui sortent du circuit, par rapport à ce qui est entré dans le circuit. Un facteur Q plus élevé indique que moins d’énergie est nécessaire pour maintenir le circuit et plus de sortie est produite pour chaque entrée. Par analogie, sur la balançoire d’un enfant, cela peut être comparé à la distance parcourue par la balançoire après la poussée du parent, par rapport à la distance parcourue par la main du parent en poussant l’enfant.
Un oscillateur est un type spécial de circuit qui remplace l’énergie perdue par un facteur Q inférieur à l’idéal. Lorsqu’un enfant pompe une balançoire à la bonne fréquence, en ajoutant de l’énergie au système à intervalles réguliers pour surmonter la perte due à la friction et à la résistance au vent, l’enfant peut se balancer indéfiniment. Un tuner radio est un circuit résonant avec un facteur Q élevé. Tourner le bouton change la capacité d’un condensateur variable. Lorsque le circuit résonnant est réglé sur la même fréquence que l’émetteur de la station radio, le circuit produit une diffusion audio claire et de haute amplitude.