>> HLK 자연과학 >  >> 물리학

AC 소스와 직렬로 RLC 회로


인덕턴스 L, 저항 R 및 커패시터 C가 교대 전압 공급원에 직렬로 연결되면 회로를 RLC 회로라고합니다. 그들이 직렬로 연결되어 있기 때문에, 그들 모두는 그것들을 통해 흐르는 동일한 양의 전류를 가질 것이지만, 전압은 다릅니다. 여기서이 회로의 이름은 LCR, RLC 또는 LRC 일 수 있습니다. 

조합 회로로 점프하기 전에 개별 요소를 빠르게 살펴 보겠습니다. 

  • 저항 만 AC 소스에 연결되면 공식 i =iosinwt로 표시되는 전위의 위상을 갖고 전압은 v =vosinwt입니다. 따라서 전류에 대한 방정식은 i =vo/r.

    가된다
  • 인덕터 만 AC 소스에 연결되면 전류는 900으로 전위를 지연 시키며, 이는 공식 i =iosin (wt – π/2)으로 표시되고 전압은 v =vosin (wt-π/2)입니다. 따라서 전류에 대한 방정식은 i =VO/XL이됩니다.

xl =2πfl이고 그 단위는 옴 (ω)입니다.

  • Capacitor 만 AC 소스에 연결되면 전류는 900으로 전위를 이끌고, 이는 포뮬러 i =iosin (wt+ π/2)으로 표시되고 전압은 v =vosin (WT-π/2), 따라서 전류의 방정식이 I =Vo/XC가되는 곳이된다.

xc =1/ 2πfc이고 그 단위는 옴 (ω)입니다.

rlc 회로

직렬 RLC 회로에서 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스는 직렬로 AC 소스에 연결됩니다. 다음 회로 다이어그램을 참조하십시오

여기서 저항에 들어가기 전에 회로를 통해 흐르는 전류는 i =i0sinwt.

입니다.

전류가 저항에 들어가면 저항 VR의 전위차, 인덕터 VL의 전위차 및 커패시터 VC의 전위차는 시간으로 표시됩니다.

vr (t) =(v0) r 전류가 저항의 잠재력과 위상에있을 때. 

vl (t) =(v0) l sin (wt+π/2) 인덕터로서 전류는 900

에 의해 전위를 지연시킵니다.

vc (t) =(v0) c 커패시터에서와 같이 전류는 900

에 의해 잠재력을 이끌어냅니다.

여기서 (v0) l (v0) l은 인덕턴스의 전위의 피크 값, (v0) r은 저항의 잠재력의 최고 값이고 (v0) c는 대문자의 전위의 피크 값입니다

.

이것은 Phasor 다이어그램으로 다음과 같이 표시 될 수 있습니다 :

     

(i) 전압의 페이저 다이어그램 (ii) 임피던스의 Phasor 다이어그램

이제 다른 시나리오를 고려해 봅시다.

커패시터에서 전류는 900, 인덕터에서 전위가 900으로 전위를 900으로 이끌고 저항에서는 전류와 위상입니다.

.

우리가 Phasor 다이어그램에서 볼 수 있듯이, 인덕터의 전위 VL은 900으로 전류를 이끌고, 커패시터의 잠재적 VC는 전류를 900으로 지연시키고 저항의 전위 VR은 전류와 위상입니다. 따라서 벡터는 전위의 방향을 따릅니다.

예를 들어,

i) vl> vc 인 경우, 여기서 vl =ixl 및 vc =ixc

v =vl - VC, 여기서 전압이 900

를 이끌어냅니다.

v2 =vr2 + (VL-VC) 2

v =√ (i2 (r2 +(xl-xc) 2))

v =i √ (r2 + (xl-xc) 2)

여기서 V =v0sin (wt+ф)과 마찬가지로, 유도 전위는 더 큰 규모입니다.

√ (r2 + (xl-xc) 2)는 z

에 의해 표시된 임피던스로 알려진 인덕턴스, 커패시턴스 및 저항에 의해 제공되는 집단 저항입니다.

따라서

v =iz

z =√ (r2 + (xl-xc) 2)

따라서 현재 지연 전위가

에 의해 발견 될 수있는 각도 фore

tanф =(xl-xc)/r

ii) VC> VL 인 경우 vl =ixl 및 vc =ixc

인 경우

v =vc - vl, 여기서 전압이 900

로 전류를 지연시킵니다.

v2 =vr2 + (vc-vl) 2

v =√ (i2 (r2 +(xc-xl) 2))

V =I √ (R2 + (XC-XL) 2)

여기서 V =v0sin (WT-ф)과 마찬가지로, 용량 성 전위는 더 큰 규모입니다. 

√ (R2 + (XC-XL) 2)는 Z

에 의해 표시된 임피던스로 알려진 인덕턴스, 커패시턴스 및 저항에 의해 제공되는 집단 저항입니다.

따라서

v =iz

Z =√ (R2 + (XC-XL) 2)

따라서 현재 지연 전위가

에 의해 발견 될 수있는 각도 фore

tanф =(xc-xl)/r

iii) VC =vl 인 경우 vl =ixl 및 vc =ixc 

인덕터와 커패시터의 전위가 취소되어 순수한 저항 회로가됩니다.

v =ir

r =z

여기서 v =v0sinwt

이것은 공진 회로라고도합니다.

따라서 집합 적으로 v의 값을

로 쓸 수 있습니다.

v =vl ~ vc 여기서 ~ 두 값의 차이

=ixl ~ ixc

커패시터는 에너지를 흡수하거나 저장하며, 인덕터는이를 통과하는 전하에 반대하는 경향이 있습니다. 따라서 커패시터 및 인덕터의 집단 저항 또는 임피던스는

입니다.

xc ~ xl

및 현재 지연/리드 전위가

에 의해 찾을 수있는 각도 ф 이상

 

tanф =(xc ~ xl)/r

결론

따라서 간단한 공식과 정의의 도움으로 LCR 회로를 쉽게 해결할 수 있습니다. LCR 회로의 임피던스는 전위로부터 전류의 총 지연/리드를 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 임피던스, 잠재력의 크기, 단계적 각도와 같은 다양한 측면은 LCR 회로의 효율적인 기능을 위해 함께합니다.

 

  1. 더러운 눈이 깨끗한 눈보다 먼저 녹는 이유
  2. 열역학의 첫 번째 법칙은 돌이킬 수없는 과정에도 적용 할 수 있습니까?
  3. 소년은 12m/s의 초기 속도로 공을 수직으로 위로 차게합니다. 최대의 hight와 최대 높이에 도달하는 데 걸리는 시간을 계산 하시겠습니까?
  4. 우주의 상위 7 개 해결되지 않은 신비
  5. 굽힘 방정식의 파생
  6. 양자 물리학자는 하나가 아닌 두 양자 광원을 제어하는 ​​방법을 결정합니다.