RLC Devre Analizi (Seri ve Paralel)

Bir RLC devresinde, direnç, endüktör ve kondansatör en temel bileşenleridir. Bu bileşenler bir gerilim kaynağına bağlanır. Tüm bu elemanlar doğrusal ve pasiftir. Pasif bileşenler enerji üretmek yerine tüketir; doğrusal elemanlar gerilim ile akım arasında doğrusal bir ilişki vardır.

Bu elemanları gerilim kaynağına bağlamak için birçok yöntem vardır, ancak en yaygın yöntem bunları ya seri ya da paralel olarak bağlamaktır. RLC devresi LC devresi gibi rezonans özelliğini gösterir, ancak bu devrede direnç nedeniyle salınım daha hızlı sönük olur.

Bir direnç, endüktör ve kondansatör gerilim kaynağıyla seri bağlı olduğunda, böylece oluşturulan devre seri RLC devresi olarak adlandırılır.

Tüm bu bileşenlerin seri bağlı olduğu için, her elemanda akım aynı kalır,

VR olsun direnç, R üzerindeki gerilim.
VL olsun endüktör, L üzerindeki gerilim.
VC olsun kondansatör, C üzerindeki gerilim.
XL olsun endüktif reaktans.
XC olsun kapasitif reaktans.

RLC devresinde toplam gerilim, direnç, endüktör ve kondansatördeki gerilimlerin aritmetik toplamına eşit değildir; çünkü dirençte gerilim akım ile fazda, endüktörde gerilim akımdan 90o önde, kondansatörde ise gerilim akımdan 90o geride olur (ELI the ICE Man'e göre).

Yani, her bileşende olan gerilimler birbirleriyle fazda değildir; bu nedenle aritmetik olarak toplanamaz. Aşağıdaki şematik, seri RLC devresinin faz diyagramını göstermektedir. Seri devrede her bileşende akım aynı kalacağından, faz diyagramı çizilirken akım referans alınır ve her bileşenin karşılık gelen gerilim vektörleri ortak akım vektörüne göre çizilir.

Seri RLC Devresi için İmpedans

Seri RLC devresinin impedansı, devrenin direnç R, endüktif reaktans XL ve kapasitif reaktans XC nedeniyle akımın akışına karşı olan direnç olarak tanımlanır. Eğer endüktif reaktans kapasitif reaktanstan büyükse yani XL > XC, o zaman RLC devresi geciken faz açısıya sahiptir ve eğer kapasitif reaktans endüktif reaktanstan büyükse yani XC > XL o zaman RLC devresi ilerleyen faz açısıya sahiptir. Eğer hem endüktif hem de kapasitif reaktanslar aynıysa yani XL = XC o zaman devre tamamen dirençli bir devre gibi davranır.
Biliyoruz ki
Burada,
Değerleri yerleştirerek

Paralel RLC Devresi

Paralel RLC devresinde direnç, endüktör ve kondansatör bir gerilim kaynağına paralel olarak bağlanır. Paralel RLC devresi, seri RLC devresinin tam tersidir. Her bileşene uygulanan gerilim aynıdır ve kaynak akımı bölünür.

Kaynaktan çekilen toplam akım, her bileşende geçen bireysel akımların matematiksel toplamına eşit değildir, bunun yerine tüm akımların vektörel toplamına eşittir. Çünkü direnç, endüktör ve kondansatördeki akımlar birbirleriyle fazda değildir, bu nedenle aritmetik olarak toplanamaz.