Seriecirkva analizo

Kio estas RL-cirkvito?

RL-cirkvito (ankaŭ konata kiel RL-filtro aŭ RL-reto) estas difinita kiel elektra cirkvito konsistanta el la pasivaj cirkvitelementoj de rezisto (R) kaj induktoro (L) konektitaj unu post la alia, driviĝantaj per spurofonto aŭ strekofonto.

Pro la prezento de rezisto en la idealforma cirkvito, RL-cirkvito konsumos energion, simile al RC-cirkvito aŭ RLC-cirkvito.

Tio malsamas de la idealforma LC-cirkvito, kiu ne konsumos energion pro la manko de rezisto. Kvankam tio validas nur por la idealforma cirkvito, kaj praktike eĉ LC-cirkvito konsumos iom da energio pro la nenula rezisto de la komponentoj kaj konektadoj.

Konsideru simplan RL-cirkviton, en kiu rezisto R kaj induktoro L estas konektitaj en serio kun spurofonto V volt. Lasu nin pensi, ke la streko fluanta en la cirkvito estas I (amp) kaj la streko tra rezisto kaj induktoro estas respektive IR kaj IL. Ĉar ambaŭ rezisto kaj induktoro estas konektitaj en serio, la streko en ambaŭ elementoj kaj la cirkvito restas la sama. T.e. IR = IL = I. Lasu VR kaj VL esti la faligo de spuro trans la rezisto kaj induktoro.

Aplikante la leĝon de Kirchhoff pri spuro (t.e. sumo de faligo de spuro devas esti egala al aplikita spuro) al tiu cirkvito ni ricevas,

Fazordiagramo por RL-cirkvito

Antaŭ ol desegni la fasordiagramon de seria RL-cirkvito, oni devas scii la rilaton inter spuro kaj streko en la okazo de rezisto kaj induktoro.

1. 
   

1. Rezisto
   En la okazo de rezisto, la spuro kaj la streko estas en la sama fazo, aŭ ni povas diri, ke la fazangulo diferenco inter spuro kaj streko estas nul.

1. 
   

1. Induktoro
   En induktoro, la spuro kaj la streko ne estas en fazo. La spuro antaŭiras la strekon je 90o aŭ alie dirite, la spuro atingas sian maksimuman kaj nulan valoron 90o antaŭ ol la streko atingas ĝin.

1. RL-Cirkvito
   Por desegni la fasordiagramon de seria RL-cirkvito; sekvu la jenajn paŝojn:

Paŝo-I. En la okazo de seria RL-cirkvito, rezisto kaj induktoro estas konektitaj en serio, do la streko fluanta en ambaŭ elementoj estas la sama, t.e. IR = IL = I. Do, prenu la strekophasoron kiel referencan kaj desegnu ĝin sur la horizontala akso kiel montrite en la diagramo.
Paŝo-II. En la okazo de rezisto, ambaŭ spuro kaj streko estas en la sama fazo. Do desegnu la spurophasoron, VR laŭ la sama akso aŭ direkto kiel de la strekophasoro. T.e. VR estas en fazo kun I.

Paŝo-III. Ni scias, ke en induktoro, la spuro antaŭiras la strekon je 90o, do desegnu VL (la faligo de spuro trans la induktoro) perpendikule al la strekophasoro.
Paŝo-IV. Nun ni havas du spurojn, VR kaj VL. Desegnu la rezultan vektoron (VG) de tiuj du spuroj. Tiel,
kaj el la orta triangulo ni ricevas, fazangulo


KONKLUDO: En la okazo de pura rezista cirkvito, la fazangulo inter spuro kaj streko estas nul, kaj en la okazo de pura induktora cirkvito, la fazangulo estas 90o, sed kiam ni kombinas ambaŭ reziston kaj induktoron, la fazangulo de seria RL-cirkvito estas inter 0o al 90o.

Impedanco de Seria RL-Cirkvito

La impedanco de seria RL-cirkvito kontraŭstaras la fluan alternan strekon. La impedanco de seria RL-cirkvito estas nenio alia ol la kombina efiko de rezisto (R) kaj induktiva reaktanco (XL) de la cirkvito kiel tutaĵo. La impedanco Z en ohmoj estas donita per,
Z = (R2 + XL2)0.5 kaj el la orta triangulo, fazangulo θ = tan– 1(XL/R).

Analizo de Seria RL-Cirkvito

En seria RL-cirkvito, la valoroj de frekvenco f, spuro V, rezisto R kaj induktance L estas konataj kaj ne ekzistas instrumento por direktmeze mezuri la valoron de induktiva reaktanco kaj impedanco; do, por kompleta analizo de seria RL-cirkvito, sekvu tiujn simplajn paŝojn: