Analiza vrste RL obvodov

Kaj je RL krog?

RL krog (tudi RL filter ali RL mreža) se definira kot električni krog, sestavljen iz pasivnih elementov kroga, to je upornika (R) in induktorja (L), povezanih skupaj, ki jih pogonuje voltage source ali current source.

Zaradi prisotnosti upornika v idealni obliki kroga bo RL krog porabljal energijo, podobno kot RC krog ali RLC krog.

To je drugače od idealne oblike LC kroga, ki ne bo porabil nobene energije zaradi odsotnosti upornika. Čeprav je to samo v idealni obliki kroga, v praksi bo tudi LC krog porabil nekaj energije zaradi nenegativne upornosti komponent in povezovalnih žic.

Razmislite o preprostem RL krogu, v katerem so upornik, R in induktor, L povezani zaporedno z napetostjo V volt. Predpostavimo, da tok, ki teče skozi krog, je I (amp) in tok skozi upornik in induktor je IR in IL glede na vrstni red. Ker sta upornost in induktor povezana zaporedno, tok v obeh elementih in krogu ostane enak. Torej IR = IL = I. Nastavi VR in Vl kot padec napetosti skozi upornik in induktor.

S uporabo Kirchhoffovega zakona o napetosti (vsota padcev napetosti mora biti enaka priključeni napetosti) za ta krog dobimo,

Fazorski diagram za RL krog

Preden narišemo fazorski diagram zaporednega RL kroga, bi morali vedeti odnos med napetostjo in tokom v primeru upornika in induktorja.

1. 
   

1. Upornik
   V primeru upornika je napetost in tok v isti fazi ali drugače povedano, razlika faznih kotov med napetostjo in tokom je nič.

1. 
   

1. Induktor
   V induktorju napetost in tok nista v fazi. Napetost vodi tok za 90o ali drugače povedano, napetost doseže svojo maksimalno in ničelno vrednost 90o pred tem, ko to doseže tok.

1. RL krog
   Za risanje fazorskega diagrama zaporednega RL kroga sledite naslednjim korakom:

Korak I. V primeru zaporednega RL kroga sta upornik in induktor povezana zaporedno, zato tok, ki teče skozi obe elementi, ostane enak, torej IR = IL = I. Zato vzemite fazorski tok kot referenco in ga narišite na horizontalni osi, kot je prikazano na diagramu.
Korak II. V primeru upornika sta napetost in tok v isti fazi. Zato narišite fazorski vektor napetosti VR v isti smeri kot fazorski tok. Torej, VR je v fazi z I.

Korak III. Vemo, da v induktorju napetost vodi tok za 90o, zato narišite VL (padec napetosti skozi induktor) pravokotno na fazorski tok.
Korak IV. Sedaj imamo dve napetosti VR in VL. Narišite rezultantni vektor (VG) teh dveh napetosti. Tako, kot je prikazano na diagramu.
in iz pravokotnega trikotnika dobimo, fazni kot


ZAKLJUČEK: V primeru čistega upornega kroga je fazni kot med napetostjo in tokom nič, v primeru pa čistega induktivnega kroga je fazni kot 90