Serie RLC-krets (krets- och fasdiagram)

Vad är en serie RLC-krets?

En serie RLC-krets är en krets där motståndet, induktorn och kapacitorn är kopplade i serie till en spänningskälla. Den resulterande kretsen kallas serie RLC-krets. En krets- och fasordiagram för en serie RLC-krets visas nedan.

Fasordiagram för serie RLC-krets

Fasordiagrammet för en serie RLC-krets ritas genom att kombinera fasordiagrammen för motstånd, induktor och kapacitor. Innan detta görs bör man förstå relationen mellan spänning och ström i fallet med motstånd, kapacitor och induktor.

1. 
   

1. Motstånd
   I fallet med motstånd är spänningen och strömmen i samma fas eller vi kan säga att fasvinkeln mellan spänning och ström är noll.

2. Induktor
   I induktorn är spänningen och strömmen inte i fas. Spänningen föregår strömmen med 90° eller med andra ord, spänningen når sitt maximala och nollvärde 90° innan strömmen når det.

3. Kapacitor
   I fallet med kapacitor föregår strömmen spänningen med 90° eller med andra ord, spänningen når sitt maximala och nollvärde 90° efter strömmen når det, dvs. fasordiagrammet för kapacitorn är exakt motsatt induktorn.

4. 
   

NOTERA: För att komma ihåg fasrelationen mellan spänning och ström, lära sig detta enkla ord som heter ‘CIVIL’, dvs i kapacitorn föregår strömmen spänningen och spänningen föregår strömmen i induktorn.

RLC Krets
För att rita fasordiagrammet för en serie RLC-krets, följ dessa steg:

Steg – I. I fallet med serie RLC-krets är motstånd, kapacitator och induktor anslutna i serie, så strömmen som flyter i alla element är densamma, dvs I r = Il = Ic = I. För att rita fasordiagrammet, ta strömfasorn som referens och rita den på horisontal axel som visas i diagrammet.
Steg – II. I fallet med motstånd är både spänning och ström i samma fas. Så rita spänningsfasorn, VR längs samma axel eller riktning som strömfasorn, dvs VR är i fas med I.
Steg – III. Vi vet att i induktorn föregår spänningen strömmen med 90°, så rita Vl (spänningsfall över induktorn) vinkelrätt mot strömfasorn i ledande riktning.
Steg – IV. I fallet med kapacitator ligger spänningen efter strömmen med 90°, så rita Vc (spänningsfall över kapacitatorn) vinkelrätt mot strömfasorn i nedåtriktad riktning.
Steg – V. För att rita det resulterande diagrammet, rita Vc i uppåtriktad riktning. Nu rita det resulterande, Vs vilket är vektorsumman av spänningar Vr och VL – VC.

Impedans för en serie RLC-krets

Impedansen Z i en serie RLC-krets definieras som motstånd mot strömförflyttning, på grund av kretsens motstånd R, induktiv reaktans, XL och kapacitiv reaktans, XC. Om den induktiva reaktansen är större än den kapacitiva reaktansen, dvs XL > XC, då har RLC-kretsen en efterlämnad fasvinkel och om den kapacitiva reaktansen är större än den induktiva reaktansen, dvs XC > XL då har RLC-kretsen en ledande fasvinkel och om båda den induktiva och kapacitiva är lika, dvs XL = XC då beter sig kretsen som en ren resistiv krets.

Vi vet att,

Genom att ersätta värdena VS2 = (IR)2 + (I XL – I XC )2