Ανάλυση πειραματικού κυκλώματος RLC (σε σειρά και παράλληλα)
Σε έναν RLC κύκλο, τα πιο βασικά στοιχεία είναι ένας αντίστατης, ενδυναμωτής και καπασίτορας, που είναι συνδεδεμένα με μια τάση. Όλα αυτά τα στοιχεία είναι γραμμικά και εξακτικά. Εξακτικά στοιχεία είναι εκείνα που καταναλώνουν ενέργεια αντί να την παράγουν· τα γραμμικά στοιχεία είναι εκείνα που έχουν γραμμική σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι σύνδεσης αυτών των στοιχείων με την τάση, αλλά ο πιο κοινός τρόπος είναι να συνδέονται αυτά τα στοιχεία είτε σε σειρά είτε παράλληλα. Ο RLC κύκλος εμφανίζει την ιδιότητα της συντονίας με τον ίδιο τρόπο όπως και ο LC κύκλος, αλλά σε αυτόν τον κύκλο η ταλάντωση εξαφανίζεται γρήγορα σε σύγκριση με τον LC κύκλο λόγω της παρουσίας του αντιστάτη στον κύκλο.
Όταν ένας αντίστατης, ενδυναμωτής και καπασίτορας είναι συνδεδεμένοι σε σειρά με την τάση, ο κύκλος που σχηματίζεται ονομάζεται σειριακός RLC κύκλος.
Αφού όλα αυτά τα στοιχεία είναι συνδεδεμένα σε σειρά, το ρεύμα σε κάθε στοιχείο παραμένει το ίδιο,
Ας είναι VR η τάση πάνω στον αντίστατη, R.
VL η τάση πάνω στον ενδυναμωτή, L.
VC η τάση πάνω στον καπασίτορα, C.
XL η ενδυναμωτική αντίδραση.
XC η καπασιτική αντίδραση.
Η συνολική τάση στον RLC κύκλο δεν είναι ίση με το αλγεβρικό άθροισμα των τάσεων πάνω στον αντίστατη, τον ενδυναμωτή και τον καπασίτορα, αλλά είναι ένα ορθογώνιο άθροισμα, επειδή, στην περίπτωση του αντιστάτη η τάση είναι φάσης με το ρεύμα, για τον ενδυναμωτή η τάση προηγείται του ρεύματος κατά 90o και για τον καπασίτορα, η τάση υστερεί το ρεύμα κατά 90o (σύμφωνα με το ELI the ICE Man).
Άρα, οι τάσεις σε κάθε συστατικό δεν είναι σε φάση μεταξύ τους· άρα δεν μπορούν να προστεθούν αριθμητικά. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα φάσης του σειριακού RLC κυκλώματος. Για την κατασκευή του διαγράμματος φάσης του RLC κυκλώματος σε σειρά, το ρεύμα λαμβάνεται ως αναφορά, επειδή, στο σειριακό κύκλο το ρεύμα σε κάθε στοιχείο παραμένει το ίδιο και τα αντίστοιχα διανύσματα τάσης για κάθε στοιχείο σχεδιάζονται με αναφορά στο κοινό διάνυσμα ρεύματος.
Το Αντίστατο για έναν Σειριακό RLC Κύκλο
Το αντίστατο Z ενός σειριακού RLC κυκλώματος ορίζεται ως αντίσταση στην ροή του ρεύματος λόγω της ηλεκτρικής αντίστασης R, της ενδυναμωτικής αντίδρασης XL και της καπασιτικής αντίδρασης XC. Εάν η ενδυναμωτική αντίδραση είναι μεγαλύτερη από την καπασιτική αντίδραση, δηλαδή XL > XC, τότε ο RLC κύκλος έχει καθυστερημένη γωνία φάσης και αν η καπασιτική αντίδραση είναι μεγαλύτερη από την ενδυναμωτική αντίδραση, δηλαδή XC > XL, τότε ο RLC κύκλος έχει προηγμένη γωνία φάσης και αν και οι δύο αντιδράσεις είναι ίδιες, δηλαδή XL = XC, τότε το κύκλο θα συμπεριφέρεται ως καθαρά αντιστατικό κύκλο.
Γνωρίζουμε ότι
Όπου,
