Analiza obwodów szeregowych RL
Co to jest obwód RL?
Obwód RL (znany również jako filtr RL lub sieć RL) definiuje się jako obwód elektryczny składający się z pasywnych elementów obwodowych, takich jak rezystor (R) i cewka (L) połączonych razem, napędzanych przez źródło napięcia lub źródło prądu.
Ze względu na obecność rezystora w idealnej formie obwodu, obwód RL będzie zużywał energię, podobnie jak obwód RC lub obwód RLC.
To różni się od idealnej formy obwodu LC, który nie zużywa energii ze względu na brak rezystora. Choć to dotyczy tylko idealnej formy obwodu, a w praktyce nawet obwód LC będzie zużywał pewną ilość energii z powodu niezerowej oporu elementów i połączeń.
Rozważmy prosty obwód RL, w którym rezystor, R i cewka, L są połączone szeregowo z źródłem napięcia o napięciu V volt. Prąd płynący w obwodzie wynosi I (amp), a prąd przez rezystor i cewkę wynoszą odpowiednio IR i IL. Ponieważ zarówno opór, jak i cewka są połączone szeregowo, prąd w obu elementach i w całym obwodzie pozostaje taki sam. Czyli IR = IL = I. Niech VR i Vl będą spadkiem napięcia na rezystorze i cewce.
Stosując prawo Kirchhoffa dla napięć (czyli suma spadków napięcia musi być równa zastosowanemu napięciu) do tego obwodu, otrzymujemy,
Diagram fazowy dla obwodu RL
Zanim narysujemy diagram fazowy szeregowego obwodu RL, należy znać relację między napięciem a prądem w przypadku rezystora i cewki.
Rezystor
W przypadku rezystora, napięcie i prąd są w tej samej fazie, co oznacza, że różnica fazowa między napięciem a prądem wynosi zero.
Cewka
W cewce, napięcie i prąd nie są w fazie. Napięcie wyprzedza prąd o 90o lub innymi słowy, napięcie osiąga swoje maksimum i wartość zerową 90o przed tym, jak prąd osiągnie swoje.
Obwód RL
Aby narysować diagram fazowy szeregowego obwodu RL, wykonaj następujące kroki:
Krok 1. W przypadku szeregowego obwodu RL, rezystor i cewka są połączone szeregowo, więc prąd płynący w obu elementach jest taki sam, czyli IR = IL = I. Zatem weź wektor prądu jako referencję i narysuj go na osi poziomej, jak pokazano na diagramie.
Krok 2. W przypadku rezystora, zarówno napięcie, jak i prąd są w tej samej fazie. Zatem narysuj wektor napięcia VR w tym samym kierunku, co wektor prądu. Czyli VR jest w fazie z I.
Krok 3. Wiemy, że w cewce, napięcie wyprzedza prąd o 90o, więc narysuj VL (spadek napięcia na cewce) prostopadle do wektora prądu.
Krok 4. Teraz mamy dwa napięcia VR i VL. Narysuj wektor wynikowy (VG) tych dwóch napięć. Na przykład,
i z trójkąta prostokątnego otrzymujemy, kąt fazowy 
PODSTAWOWY WNIOSK: W przypadku czysto opornego obwodu, kąt fazowy między napięciem a prądem wynosi zero, a w przypadku czysto indukcyjnego obwodu, kąt fazowy wynosi 90
