RL-serie kredsløbsanalyse

Hvad er en RL-kredsløb?

En RL-kredsløb (også kendt som en RL-filter eller RL-netværk) defineres som en elektrisk kredsløb bestående af de passive kredsløbskomponenter af en modstand (R) og en induktivitet (L) forbundet sammen, drevet af en spændingskilde eller strømkilde.

På grund af tilstedeværelsen af en modstand i den ideelle form for kredsløbet, vil en RL-kredsløb forbruge energi, ligesom et RC-kredsløb eller RLC-kredsløb.

Dette er forskelligt fra den ideelle form for et LC-kredsløb, som ikke vil forbruge nogen energi på grund af fraværet af en modstand. Selvom dette kun gælder for den ideelle form for kredsløbet, og i praksis vil endda et LC-kredsløb forbruge nogle energi på grund af de ikke-nul modstand af komponenterne og forbindelsesledene.

Overvej en simpel RL-kredsløb, hvor modstand, R og induktivitet, L er forbundet i serie med en spænding på V volt. Lad os antage, at strømmen, der løber i kredsløbet, er I (amp), og strømmen gennem modstanden og induktiviteten er henholdsvis IR og IL. Efterhånden som både modstand og induktivitet er forbundet i serie, så er strømmen i begge elementer og kredsløbet den samme. dvs. IR = IL = I. Lad VR og Vl være spændningsfald over modstand og induktivitet.

Ved at anvende Kirchhoffs spændningslov (dvs. summen af spændningsfald skal være lig med anvendt spændning) på dette kredsløb får vi,

Fasegrafs-diagram for RL-kredsløb

Før man tegner fasegrafs-diagrammet for serie RL-kredsløb, bør man kende forholdet mellem spændning og strøm i tilfælde af modstand og induktivitet.

1. 
   

1. Modstand
   I tilfælde af modstand er spændingen og strømmen i samme fase, eller vi kan sige, at fasedifferencen mellem spændning og strøm er nul.

1. 
   

1. Induktivitet
   I induktivitet er spændingen og strømmen ikke i fase. Spændingen fører strømmen med 90o eller med andre ord, når spændningen opnår sit maksimum og nulværdi 90o før strømmen opnår det.

1. RL-kredsløb
   Til at tegne fasegrafs-diagrammet for serie RL-kredsløb, følg følgende trin:

Trin I. I tilfælde af serie RL-kredsløb er modstand og induktivitet forbundet i serie, så strømmen, der løber i begge elementer, er den samme, dvs. IR = IL = I. Så tag strømfasegrafen som reference og tegn den på den vandrette akse, som vist i diagrammet.
Trin II. I tilfælde af modstand er både spændingen og strømmen i samme fase. Så tegn spændingsfasegrafen, VR langs samme akse eller retning som strømfasegrafen. Dvs. VR er i fase med I.

Trin III. Vi ved, at i induktivitet fører spændingen strømmen med 90o, så tegn VL (spændingsfald over induktivitet) vinkelret på strømfasegrafen.
Trin IV. Nu har vi to spændinger VR og VL. Tegn den resulterende vektor (VG) af disse to spændinger. Som følgende,
og fra retvinklet trekant får vi, fasedifferece