פונקציית העברה של מעגל RL קבוע זמן מעגל RL כמסנן

ה-נגד וה-אינדקטור הם המרכיבים הליניאריים (מתקיים קשר ליניארי בין מתח ו-זרם) והאלמנטים הפסיביים (שמשתמשים באנרגיה). כאשר נגד ואינדקטור מחוברים לחשמל, המעגל המתקבל נקרא מעגל RL.

etypes of RL Circuit

1. מעגל RL סדרתי- כאשר נגד ואינדקטור מחוברים בסדרה עם מתח. המעגל נקרא מעגל RL סדרתי.

2. מעגל RL מקבילי- כאשר נגד ואינדקטור מחוברים במקביל זה לזה ומופעל על ידי מקור מתח, המעגל המתקבל נקרא מעגל RL מקבילי.

פונקציית מעבר של מעגל RL סדרתי

פונקציית מעבר משמשת לנתח מעגל RL. היא מוגדרת כיחס בין התוצאה למערכת לבין הקלט למערכת, בתחום לפלס.

נניח מעגל RL שבו הנגד והאינדקטור מחוברים אחד לשני בסדרה.
יהיה Vin מתח ההספק,
VL הוא המתח על האינדקטור, L,
VR הוא המתח על הנגד,
ו-I הוא הזרם הזורם במעגל.

כעת, כדי למצוא את פונקציית המעבר, יש להפעיל את כלל המחלק המתחי. כלל המחלק המתחי הוא כלל פשוט ביותר המשמש לקביעת המתח החוצה בכל אלמנט במעגל.
הוא קובע שהמתח המחולק בין הנגדים נמצא ביחס ישר לריסיסטנס שלהם.
בעזרת כלל המחלק המתחי, המתח על האינדקטור VL הוא:

המתח על הנגד VR הוא:

פונקציית המעבר, HL עבור האינדקטור היא:

באופן דומה, פונקציית המעבר, HR עבור הנגד היא,

זרם
מאחר והמעגל מסדרתי, הזרם בנגד ובאינדקטור זהה והוא נתון על ידי:

קבוע זמן במעגל RL

קבוע הזמן של מעגל RL מוגדר כזמן שנדרש לזרם להגיע לערכו המרבי שמוחזק במהלך קצב עלייה ראשוני.
קבוע הזמן של מעגל RL סדרתי שווה ליחס בין ערך האינדקטור לערך הנגד:
כאשר,
T = קבוע זמן בשניות,
L = אינדקטור בהנרי,
R = נגד באוהמים.

במעגל RL, בשל הימצאות האינדקטור, הזרם במעגל אינו מתפתח בקצב אחיד כי לאינדקטור יש תכונה להתנגד לשינוי בזרם הזורם דרכו. לכן, קצב העליה בזרם הוא בתחילה מהיר אך הוא מתאט ככל שהוא מתקרב לערכו המרבי. במהלך כל קבוע זמן, הזרם מתפתח ב-63.2% מהמרחק הנותר שלו. כפי שמוצג בגרף, נדרשים 5 קבועי זמן לבניית הזרם במעגל RL.

מעגל RL כמסנן

מסנן מעבר נמוך RL

נניח שיש לנו מעגל RL המספק מתח מקור עם תדר משתנה והמתח החוצה של המעגל נלקח מעל הנגד R1. הנגד R1 אינו תלוי בתדר, אך התנגדות הריאקטיבית האינדוקטיבית היא ביחס ישר לתדר (כמו XL = 2πfL). בתדר נמוך או אפס (כמו במקרה של זרם ישר), התנגדות הריאקטיבית XL קטנה מאוד בהשוואה לתנגד מכיוון שתדר נמוך גורם לתנגדות ריאקטיבית נמוכה ולכן הוא פועל כמו חיבור ישיר. מכיוון שאין