Analisis Rangkaian RLC (Seri dan Paralel)

Dalam rangkaian RLC, elemen paling dasar dari resistor, induktor, dan kapasitor dihubungkan ke sumber tegangan. Semua elemen ini bersifat linear dan pasif. Komponen pasif adalah komponen yang mengkonsumsi energi daripada memproduksinya; elemen linear adalah elemen yang memiliki hubungan linear antara tegangan dan arus.

Ada beberapa cara untuk menghubungkan elemen-elemen ini ke sumber tegangan, tetapi metode yang paling umum adalah menghubungkan elemen-elemen tersebut secara seri atau paralel. Rangkaian RLC menunjukkan sifat resonansi dengan cara yang sama seperti rangkaian LC, tetapi dalam rangkaian ini osilasi mati lebih cepat dibandingkan rangkaian LC karena adanya resistor dalam rangkaian.

Ketika resistor, induktor, dan kapasitor dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan, rangkaian yang terbentuk disebut rangkaian RLC seri.

Karena semua komponen ini dihubungkan secara seri, arus di setiap elemen tetap sama,

Misalkan VR adalah tegangan di seberang resistor, R.
VL adalah tegangan di seberang induktor, L.
VC adalah tegangan di seberang kapasitor, C.
XL adalah reaktansi induktif reaktansi.
XC adalah reaktansi kapasitif.

Tegangan total dalam rangkaian RLC tidak sama dengan jumlah aljabar tegangan di seberang resistor, induktor, dan kapasitor; tetapi merupakan jumlah vektor karena, dalam kasus resistor, tegangan sefase dengan arus, untuk induktor, tegangan mendahului arus sebesar 90o dan untuk kapasitor, tegangan tertinggal di belakang arus sebesar 90o (sesuai dengan ELI the ICE Man).

Jadi, tegangan di setiap komponen tidak sefase satu sama lain; sehingga tidak dapat ditambahkan secara aritmatika. Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor dari rangkaian RLC seri. Untuk menggambar diagram fasor untuk rangkaian RLC seri, arus diambil sebagai referensi karena, dalam rangkaian seri, arus di setiap elemen tetap sama dan vektor tegangan yang sesuai untuk setiap komponen digambar dengan rujukan pada vektor arus yang sama.

Impedansi untuk Rangkaian RLC Seri

Impedansi Z dari rangkaian RLC seri didefinisikan sebagai hambatan terhadap aliran arus karena hambatan elektrik R, reaktansi induktif, XL dan reaktansi kapasitif, XC. Jika reaktansi induktif lebih besar dari reaktansi kapasitif yaitu XL > XC, maka rangkaian RLC memiliki sudut fase tertinggal dan jika reaktansi kapasitif lebih besar dari reaktansi induktif yaitu XC > XL maka, rangkaian RLC memiliki sudut fase maju dan jika keduanya sama yaitu XL = XC maka rangkaian akan berperilaku sebagai rangkaian resistif murni.
Kita tahu bahwa
Di mana,
Mengganti nilai-nilainya

Rangkaian RLC Paralel

Dalam rangkaian RLC paralel, resistor, induktor, dan kapasitor dihubungkan secara paralel ke sumber tegangan. Rangkaian RLC paralel adalah kebalikan dari rangkaian RLC seri. Tegangan yang diterapkan tetap sama di semua komponen dan arus sumber dibagi.

Arus total yang ditarik dari sumber tidak sama dengan jumlah matematika arus yang mengalir di komponen individual, tetapi sama dengan jumlah vektornya, karena arus yang mengalir di resistor, induktor, dan kapasitor tidak sefase satu sama lain; sehingga tidak dapat ditambahkan secara aritmatika.

Diagram fasor dari rangkaian RLC paralel, I