RL сериясының электр кеңістігін талдау

RL цепь дегін не түсіндіріңізші

RL цепь (RL фильтр немесе RL сеть деп да аталады) - бұл резистор (R) және индуктор (L) екі пассивті элементтерден тұратын электр цепь. Бұл цепь вольтажтық немесе токтық басқарумен қозғалады.

Идеалды RL цептің резисторының барлығына көп энергия табылады, RC цептің немесе RLC цептің сияқты.

Бұл LC цептің идеалды формасынан айырмалы, мұнда резистор жоқ болғандықтан энергия табылмайды. Бірақ практикада LC цептің де компоненттері мен байланыстыру проводтарының нөлден айырмалы резистансы үшін аз-аз энергия табылады.

Резистор (R) және индуктор (L) V вольттық вольтажтық басқарумен сериялық түрде байланыстырылған қарапайым RL цепті қарастырайық. Цептегі ағын I (ампер) деп есептелсін, ал резистор мен индуктордағы ағын соотвественно IR және IL деп белгілейік. Резистор мен индуктор сериялық түрде байланыстырылғандықтан, цептегі ағындар бірдей болады, яғни IR = IL = I. VR және VL деп резистор мен индуктордағы вольтаж төмендетулерін белгілейік.

Кирхгофтың вольтаж заңын (вольтаж төмендетулерінің қосындысы қолданылған вольтажқа тең) осы цепте қолданып, мынадай теңдікті алатынымызды көреміз:

RL цептің фазор диаграммасы

Сериялық RL цептің фазор диаграммасын сызу өзінде, резистор мен индукторда вольтаж және ағын арасындағы аралықты білу қажет.

1. 
   

1. Резистор
   Резисторда вольтаж және ағын бір фазада болады немесе басқа түрде айтқанда, вольтаж және ағын арасындағы фаза аралығы нөлге тең.

1. 
   

1. Индуктор
   Индукторда вольтаж және ағын бір фазада болмайды. Вольтаж ағыннан 90° артық шығады немесе басқа түрде айтқанда, вольтаж ағыннан 90° өте максимум және нөлге қатысады.

1. RL цепь
   Сериялық RL цептің фазор диаграммасын сызу үшін мынадай қадамдарды қолданыңыз:

Қадам-І. Сериялық RL цептің резисторы мен индукторы сериялық байланыстырылғандықтан, элементтерде ғана ағын бірдей, яғни IR = IL = I. Сондықтан, горизонталь оське ағын фазорын қойыңыз.
Қадам-ІІ. Резисторда вольтаж және ағын бір фазада. Сондықтан, VR вольтаж фазорын ағын фазорының бірдей бағытында қойыңыз. Яғни, VR ағынмен бір фазада.
Қадам-ІІІ. Индукторда вольтаж ағыннан 90° артық шығады, сондықтан VL (индуктордағы вольтаж төмендету) ағын фазорына перпендикуляр түрде қойыңыз.
Қадам-ІV. Енді VR және VL екі вольтаж бар. Осы екі вольтажтың нәтижелік векторын (VG) қойыңыз. Мысалы,
және туынды үшбұрыштан фаза аралығы θ = tan– 1(VL/VR).



ЖАЛПЫЛАУ: Таза резистивті цептте вольтаж және ағын арасындағы фаза аралығы нөлге тең, ал таза индуктивті цептте фаза аралығы 90°. Бірақ резистор мен индукторды бірге қосқанда, сериялық RL цептің фаза аралығы 0° мен 90° аралығында болады.

Сериялық RL цептің импедансы

Сериялық RL цептің импедансы альтернативті ағындың өтуіне қарсы келеді. Сериялық RL цептің импедансы - бұл резистор (R) және индуктивті реактивтік (XL) толық әсерінің бірігуі. Импеданс Z омдағы формуласы:
Z = (R2 + XL2)0.5 және туынды үшбұрыштан фаза аралығы θ = tan– 1(XL/R).

Сериялық RL цептің анализі

Сериялық RL цепте f частотасы, V вольтажы, R резисторы және L индуктивтілігі белгілі. Индуктивті реактивтік және импеданс өлшеу үшін құрылғылар жоқ; сондықтан, сериялық RL цептің толық анализі үшін мынадай қарапайым қадамдарды қолданыңыз:

Қадам 1. Частота және индуктор белгілі болғандықтан, алдымен индуктивті реактивтік XL мәнін есептеңіз: XL = 2πfL ом.
Қадам 2. XL және R мәндерінен цеп