Los osciladores son importantes en diferentes tipos de equipamiento electrónico. Por ejemplo, un reloj de cuarzo usa un oscilador de cuarzo para saber la hora que es. En una radio AM, podemos encontrar un oscilador en el transmisor que crea la onda portadora para la estación de radio, y el receptor que usan una forma especial de oscilador llamado resonador, que sirve para sintonizar una emisora.
Hay osciladores en ordenadores, en detectores de metales y en muchos más dispositivos electrónicos de todo tipo. Para entender como funcionan los osciladores electrónicos, ayuda mucho ver ejemplos del mundo real. De esta manera tendremos la idea básica que son aplicados y usados en la electrónica básica.
Uno de los osciladores más comúnmente usados son los péndulos de reloj. Si empujas un péndulo para qué empiece a balancearse, oscilará a una frecuencia – irá de un lado a otro un cierto número de veces por segundo. La longitud del péndulo es el motivo principal que controla la frecuencia. Para que algo oscile, la energía debe ser movida de una al otro entro dos formas. Por ejemplo, en un péndulo, la energía se mueve entre la energía potencial y la cinética.
Cuando el péndulo está al final de una de sus trayectorias, toda su potencia es potencial y está preparada para caer. Cuando el péndulo está a la mitad de su recorrido, toda esa energía potencial se convierte en cinética y el péndulo se mueve lo más aprisa que puede.
Según el péndulo llega al final de su balanceo, toda la energía cinética se vuelve a convertir en energía cinética. Este movimiento de energía entre las dos formas es lo que causa la oscilación. Finalmente, cualquier oscilador físico acaba parándose a causa de la fricción. Para mantenerlo, se debe añadir un poco de energía a cada ciclo. En un reloj de péndulo, la energía que mantiene el péndulo moviéndose viene del muelle. El péndulo recibe un pequeño empujón en cada final de camino para compensar la pérdida de energía debido a la fricción. Un oscilador electrónico funciona de la misma manera.
Entonces, ha quedado claro que la energía debe moverse de una forma a otra para que un oscilador funcione. Puedes hacer un oscilador simple conectando un capacitador y un inductor uno a otro. Si has leído nuestros artículos de cómo funcionan estos dos elementos, sabrás que ambos almacenan energía. Un capacitador almacena energía en una forma llamada campo electrostático, mientras que un inductor usa un campo magnético.
En un circuito electrónico simple con un capacitador insertado, si cargas el capacitador con una batería y luego insertas el inductor en el circuito, lo que ocurrirá será lo siguiente:
- El capacitador empezará a cargarse a través del inductor. Según lo hace, el inductor creará un campo magnético.
- Una vez que el capacitador se descarga, el inductor tratará de mantener la corriente del circuito moviéndose, por lo que cargará la otra pletina del capacitador.
- Una vez que el campo del inductor se colapsa, el capacitador ya ha sido recargado (pero con una polaridad opuesta), por lo que se vuelve a descargar a través del capacitador.
Esta oscilación continuará hasta que el circuito se quede sin energía debido a la resistencia del cable. Oscilará a una frecuencia que depende del tamaño del inductor y capacitador. En la siguiente parte del artículo, veremos como funcionan los resonadores.
