Analiza serije RL strujnih krugova

Šta je RL kružnik?

RL kružnik (takođe poznat kao RL filter ili RL mreža) definiše se kao električni kružnik sastavljen od pasivnih elemenata kružnika - otpornika (R) i indukcije (L) povezanih zajedno, pokrećenih izvorom napona ili izvorom struje.

Zahvaljujući prisustvu otpornika u idealnoj formi kružnika, RL kružnik će potrošiti energiju, slično kao RC kružniku ili RLC kružniku.

To je suprotno idealnoj formi LC kružnika, koji neće potrošiti energiju zbog odsutnosti otpornika. Iako je to samo u idealnoj formi kružnika, a u praksi, čak i LC kružnik će potrošiti neku energiju zbog nenulte otporne karakteristike komponenti i spojnih voda.

Razmotrimo jednostavan RL kružnik u kojem su otpornik, R i indukcija, L povezani nizovno sa izvorom napona od V volti. Pretpostavimo da je struja u kružniku I (amper) i struja kroz otpornik i indukciju su redom IR i IL. Budući da su otpornik i indukcija povezani nizovno, struja u oba elementa i kružnik ostaje ista. Tj. IR = IL = I. Neka su VR i Vl pad napona na otporniku i indukciji.

Primjenom Kirchhoffovog zakona o naponu (tj. zbir padova napona mora biti jednak primjenjenom naponu) na ovaj kružnik dobijamo,

Fazorski dijagram za RL kružnik

Prije crtanja fazorskog dijagrama serijalnog RL kružnika, treba znati odnos između napona i struje u slučaju otpornika i indukcije.

1. 
   

1. Otpornik
   U slučaju otpornika, napon i struja su u istoj fazi ili možemo reći da je razlika faznog ugla između napona i struje nula.

1. 
   

1. Indukcija
   U indukciji, napon i struja nisu u fazi. Napon prethodi strujom za 90o ili drugim riječima, napon dostiže svoju maksimalnu i nultu vrijednost 90o prije nego što to učini struja.

1. RL kružnik
   Za crtanje fazorskog dijagrama serijalnog RL kružnika, pratite sljedeće korake:

Korak I. U slučaju serijalnog RL kružnika, otpornik i indukcija su povezani nizovno, tako da je struja koja teče kroz oba elementa ista, tj. IR = IL = I. Stoga uzmite fazor struje kao referentnu i nacrtajte ga na horizontalnoj osi kako je prikazano na dijagramu.
Korak II. U slučaju otpornika, napon i struja su u istoj fazi. Stoga nacrtajte fazor napona, VR u istom smjeru kao i fazor struje. Tj. VR je u fazi s I.

Korak III. Znamo da u indukciji napon prethodi strujom za 90o, stoga nacrtajte VL (pad napona na indukciji) okomito na fazor struje.
Korak IV. Sada imamo dva napona VR i VL. Nacrtajte rezultantni vektor (VG) ovih dva napona. Na primjer,
i iz pravokutnog trokuta dobijamo fazni ugao


ZAKLUČAK: U slučaju čistog otpornog kružnika, fazni ugao između napona i struje je nula, a u slučaju čiste induktivne petlje, fazni ugao je