Анализ на поредна RL верига

Какво е RL верига?

RL верига (също известна като RL филтър или RL мрежа) се дефинира като електрическа верига, състояща се от пасивни елементи на веригата - резистор (R) и индуктор (L), свързани заедно, които са задвижени от източник на напрежение или източник на ток.

Поради присъствието на резистор в идеалната форма на веригата, RL веригата ще използва енергия, подобно на RC верига или RLC верига.

Това е различно от идеалната форма на LC верига, която няма да използва енергия поради липсата на резистор. Въпреки че това е само в идеалната форма на веригата, а в практиката дори LC веригата ще използва някаква енергия поради ненулевата резистентност на компонентите и свързващите жици.

Разгледайте проста RL верига, в която резистор, R и индуктор, L са свързани в ред с източник на напрежение V волта. Да предположим, че токът, протичащ в веригата, е I (ампера) и токът през резистора и индуктора са IR и IL съответно. Тъй като и двете резистентности и индуктора са свързани в ред, токът в двата елемента и в цялата верига остава един и същ. Тоест IR = IL = I. Нека VR и Vl бъдат падането на напрежението през резистора и индуктора.

Прилагайки закона на Кирхоф за напрежението (тоест сумата от паданията на напрежението трябва да е равна на приложено напрежение) към тази верига, получаваме,

Фазов диаграма за RL верига

Преди да начертаете фазовата диаграма на серийната RL верига, трябва да знаете връзката между напрежението и тока в случая с резистор и индуктор.

1. 
   

1. Резистор
   В случая с резистора, напрежението и токът са в една и съща фаза или можем да кажем, че разликата в фазовия ъгъл между напрежението и тока е нула.

1. 
   

1. Индуктор
   В индуктора, напрежението и токът не са в една и съща фаза. Напрежението води тока с 90o или с други думи, напрежението достига максималната и нулева стойност 90o преди токът да ги достигне.

1. RL Верига
   За начертаване на фазовата диаграма на серийната RL верига; следвайте следните стъпки:

Стъпка I. В случая с серийната RL верига, резисторът и индукторът са свързани в ред, така че токът, протичащ през двете елемента, е един и същ, тоест IR = IL = I. Затова вземете фазовия вектор на тока като референция и го начертайте на хоризонталната ос, както е показано на диаграмата.
Стъпка II. В случая с резистора, напрежението и токът са в една и съща фаза. Затова начертайте фазовия вектор на напрежението, VR по същата ос или посока, както и фазовия вектор на тока. Тоест VR е в фаза с I.

Стъпка III. Знаем, че в индуктора, напрежението води тока с 90o, затова начертайте VL (падането на напрежението през индуктора) перпендикулярно на фазовия вектор на тока.
Стъпка IV. Сега имаме два напрежения VR и VL. Начертайте резултантния вектор (VG) на тези два напрежения. Например,
и от правоъгълен триъгълник получаваме, фазовия ъгъл