RL Seriejas Circuits Analīze

Kas ir RL šķērsnes?

RL šķērse (arī pazīstama kā RL filtra vai RL tīkls) definēta kā elektrošķērse, kas sastāv no nestieglajiem šķērnes elementiem - prezistora (R) un induktora (L), kas savienoti kopā un pārvedamas ar sprieguma avotu vai strāvas avotu.

Tā kā šķērnē ideālā formā ir iekļauts prezisors, RL šķērse patērē enerģiju, līdzīgi kā RC šķērse vai RLC šķērse.

Tā nav gaidāma situācija, piemēram, ideālajā LC šķērnes formā, kurā tērētā enerģija būtu nulle, jo prezisors nav iekļauts. Tomēr praksē pat LC šķērne tērē dažu enerģiju, jo komponentu un savienojumu vadiem ir nenulles prezistance.

Iedomājieties vienkāršu RL šķērni, kurā prezisors R un induktors L ir savienoti virzienā ar sprieguma avotu V voldi. Pieņemsim, ka šķērnē plūst strāva I amperes, un strāva caur prezisoru un induktoru atbilst attiecīgi IR un IL. Tā kā abas šķērnes ir savienotas virzienā, strāva gan abos elementos, gan šķērnē kopumā paliek vienāda. T.i., IR = IL = I. Pieņemsim, ka VR un Vl ir sprieguma nomazinājumi caur prezisoru un induktoru.

Pielietojot Kirhova sprieguma likumu (t.i., sprieguma nomazinājumu summa jābūt vienādai ar piemērotu spriegumu) šai šķērnei, mēs iegūstam,

Phasor Diagram for RL Circuit

Pirms zīmējam serijas RL šķērnes fazoru diagrammu, jāsaprot sprieguma un strāvas attiecība gadījumā ar prezisoru un induktoru.

1. 
   

1. Prezisors
   Gadījumā ar prezisoru, spriegums un strāva ir vienā fāzē, vai var teikt, ka fāzes leju starp spriegumu un strāvu ir nulle.

1. 
   

1. Induktors
   Induktora gadījumā spriegums un strāva nav vienā fāzē. Spriegums ieved strāvu par 90o vai citādi sakot, spriegums sasniedz savu maksimumu un nulles vērtību 90o pirms strāva to sasniedz.

1. RL šķērse
   Lai zīmētu serijas RL šķērnes fazoru diagrammu, sekot šādiem soļiem:

Solis I. Serijas RL šķērnē prezisors un induktors ir savienoti virzienā, tāpēc strāva abos elementos ir vienāda, t.i., IR = IL = I. Tāpēc ņemiet strāvas fazora kā bāzi un zīmējiet to horizontālā ass virzienā, kā redzams diagrammā.
Solis II. Prezisoru gadījumā abi spriegums un strāva ir vienā fāzē. Tāpēc zīmējiet sprieguma fazora, VR, pa tādu pašu asi vai virzienā kā strāvas fazora. T.i., VR ir fāzē ar I.
Solis III. Zinām, ka induktorā spriegums ieved strāvu par 90o, tāpēc zīmējiet VL (sprieguma nomazinājumu caur induktoru) perpendikulāri strāvas fazora.
Solis IV. Tagad mums ir divi spriegumi VR un VL. Zīmējiet šo divu spriegumu rezultātvektoru (VG). Tādā veidā, kā redzams diagrammā, un no taisnleņķa trijstūra mēs iegūstam, fāzes leju θ = tan– 1(VL/R).

un no taisnleņķa trijstūra mēs iegūstam, fāzes leju


SECINĀJUMS: Gaiši rezistīvā šķērnē, fāzes leja starp spriegumu un strāvu ir nulle, bet gaiši induktīvā šķērnē, fāzes leja ir 90o. Kad kombinējam abus rezistanci un induktoru, fāzes leja serijas RL šķērnē ir starp 0o un 90o.

Serijas RL šķērnes impedansa

Serijas RL šķērnes impedansa pretodina mainīgo strāvas plūsmu. Serijas RL šķērnes impedansa ir nekas cits kā rezistances (R) un induktīvā reaktsanca (XL) kombinētais efekts š