تحليل دائرة سلسلة RL

ما هو دارة RL؟

تعتبر دارة RL (وتُعرف أيضًا باسم مرشح RL أو شبكة RL) هي دارة كهربائية تتكون من العناصر الدائرة السلبية وهي المقاومة (R) والملف (L) المتصلة معًا، ومحركة بواسطة مصدر جهد أو مصدر تيار.

بسبب وجود المقاومة في الشكل المثالي للدائرة، ستستهلك دارة RL طاقة، مماثلة لدارة RC أو RLC.

وهذا يختلف عن الشكل المثالي لدارة LC، والتي لن تستهلك أي طاقة بسبب عدم وجود مقاومة. ومع ذلك، هذا فقط في الشكل المثالي للدائرة، وفي الممارسة العملية، حتى دارة LC ستستهلك بعض الطاقة بسبب المقاومة غير الصفرية للمكونات وأسلاك الاتصال.

لنفترض دائرة RL بسيطة حيث يتم توصيل المقاومة R والملف L متسلسلًا بمصدر جهد V فولت. دعنا نفترض أن التيار الذي يتدفق في الدائرة هو I أمبير، وأن التيار عبر المقاومة والملف هو IR و IL على التوالي. بما أن المقاومة والملف متصلان بشكل متسلسل، فإن التيار في العناصر الثلاثة يكون متساويًا. أي IR = IL = I. دعنا نعتبر VR و Vl هما انخفاض الجهد عبر المقاومة والملف.

تطبيق قانون الجهد الكيرشوف (أي أن مجموع انخفاضات الجهد يجب أن يكون مساويًا للجهد المطبق) على هذه الدائرة نحصل على،

رسم فازوري لدارة RL

قبل رسم رسم الفازور لدارة RL المتسلسلة، يجب أن يعرف المرء العلاقة بين الجهد والتيار في حالة المقاومة والملف.

1. 
   

1. المقاومة
   في حالة المقاومة، يكون الجهد والتيار في نفس المرحلة أو يمكن القول أن الفرق الزاوي بين الجهد والتيار هو صفر.

1. 
   

1. الملف
   في الملف، لا يكون الجهد والتيار في نفس المرحلة. يسبق الجهد التيار بـ 90° أو بعبارة أخرى، يصل الجهد إلى قيمته القصوى والصفر قبل أن يصل التيار إليها.

1. دارة RL
   لرسم رسم الفازور لدارة RL المتسلسلة؛ اتبع الخطوات التالية:

الخطوة الأولى: في حالة دارة RL المتسلسلة، تكون المقاومة والملف متصلين بشكل متسلسل، لذا يكون التيار المتدفق في العنصرين متساويًا. أي IR = IL = I. لذا، خذ متجه التيار كمرجع وارسمه على المحور الأفقي كما هو موضح في الرسم.
الخطوة الثانية: في حالة المقاومة، يكون الجهد والتيار في نفس المرحلة. لذا ارسم متجه الجهد VR على نفس المحور أو الاتجاه مثل متجه التيار. أي VR في نفس المرحلة مع I.

الخطوة الثالثة: نعلم أنه في الملف، يسبق الجهد التيار بـ 90°، لذا ارسم VL (انخفاض الجهد عبر الملف) عموديًا على متجه التيار.
الخطوة الرابعة: الآن لدينا جهدان VR و VL. ارسم المتجه الناتج (VG) لهذه الجهدين. مثل،
ومن المثلث القائم الزاوية نحصل على زاوية الطور


الخاتمة: في حالة الدائرة المقاومة النقية، يكون زاوية الطور بين الجهد والتيار صفرًا وفي حالة الدائرة اللامركزية النقية، يكون زاوية الطور 90° ولكن عندما نجمع المقاومة والملف معًا، يكون زاوية الطور لدارة RL المتسلسلة بين 0° إلى 90°.

مقاومة دارة RL المتسلسلة

الممانعة لدارة RL المتسلسلة تعارض تدفق التيار المتردد. الممانعة لدارة RL المتسلسلة هي مجرد تأثير الجمع بين المقاومة (R) والممانعة اللامركزية (XL) للدائرة ككل. الممانعة Z بالأوم تعطى بـ،
Z = (R2 + XL