Szeregowe obwód RLC (układ i diagram fazowy)
Co to jest obwód RLC szeregowy?
Obwód RLC szeregowy to taki, w którym rezystor, cewka i kondensator są połączone szeregowo z napięciem zasilającym. Otrzymany obwód nazywany jest obwodem RLC szeregowym. Schemat obwodu i diagram fazowy dla obwodu RLS szeregowego przedstawiono poniżej.
Diagram fazowy obwodu RLC szeregowego
Diagram fazowy obwodu RLC szeregowego tworzy się przez połączenie diagramów fazowych rezystora, cewki i kondensatora. Przed wykonaniem tego, należy zrozumieć relację między napięciem a prądem w przypadku rezystora, kondensatora i cewki.
Rezystor
W przypadku rezystora, napięcie i prąd są w tej samej fazie lub można powiedzieć, że różnica fazowa między napięciem a prądem wynosi zero.Cewka
W cewce, napięcie i prąd nie są w fazie. Napięcie wyprzedza prąd o 90°, czyli inaczej mówiąc, napięcie osiąga swoje maksimum i wartość zerową 90° przed tym, jak prąd osiągnie to samo.Kondensator
W przypadku kondensatora, prąd wyprzedza napięcie o 90°, czyli inaczej mówiąc, napięcie osiąga swoje maksimum i wartość zerową 0° po tym, jak prąd osiągnie to samo, czyli diagram fazowy kondensatora jest dokładnie odwrotny do cewki.
UWAGA: Aby zapamiętać relację fazową między napięciem a prądem, naucz się prostego słowa "CIVIL", czyli w kondensatorze prąd wyprzedza napięcie, a napięcie wyprzedza prąd w cewce.
Obwód RLC
Aby narysować diagram fazowy obwodu RLC szeregowego, postępuj zgodnie z poniższymi krokami:
Krok I. W przypadku obwodu RLC szeregowego; rezystor, kondensator i cewka są połączone szeregowo; więc, prąd płynący we wszystkich elementach jest taki sam, tj. I r = Il = Ic = I. Dla narysowania diagramu fazowego, weź fazon prądu jako referencję i narysuj go na osi poziomej, jak pokazano na diagramie.
Krok II. W przypadku rezystora, zarówno napięcie, jak i prąd są w tej samej fazie. Zatem narysuj fazon napięcia VR wzdłuż tej samej osi lub kierunku, co fazon prądu, tj. VR jest w fazie z I.
Krok III. Wiemy, że w cewce napięcie wyprzedza prąd o 90°, więc narysuj Vl (spadek napięcia na cewce) prostopadle do fazonu prądu w kierunku wyprzedzającym.
Krok IV. W przypadku kondensatora, napięcie opóźnia się za prądem o 90°, więc narysuj Vc (spadek napięcia na kondensatorze) prostopadle do fazonu prądu w dół.
Krok V. Aby narysować końcowy diagram, narysuj Vc w górę. Teraz narysuj wynik, Vs, który jest sumą wektorową napięć Vr i VL – VC.
Impedancja dla obwodu RLC szeregowego
Impedancja Z obwodu RLC szeregowego definiuje się jako opór do przepływu prądu, spowodowany oporem obwodowym R, reaktancją indukcyjną, XL i reaktancją pojemnościową, XC. Jeśli reaktancja indukcyjna jest większa niż reaktancja pojemnościowa, tj. XL > XC, to obwód RLC ma opóźniony kąt fazowy, a jeśli reaktancja pojemnościowa jest większa niż reaktancja indukcyjna, tj. XC > XL, to obwód RLC ma wyprzedzający kąt fazowy, a jeśli zarówno reaktancja indukcyjna, jak i pojemnościowa są takie same, tj. XL = XC, to obwód zachowuje się jak obwód czysto oporny.
Wiemy, że,
Podstawiając wartości VS2 = (IR)2 + (I XL – I X
