Elementy obwodów elektrycznych

1. Połączenie szeregowe elementów R, L, C

Połączenie szeregowe elementów wraz z wykresem wektorowym przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Połączenie szeregowe elementów RLC oraz wykres wektorowy tego fragmentu obwodu Impedancja zastępcza tego obwodu wynosi

Z = R j x − x 

L

C

Wartość napięcia wynosi

U = R j x − x  I L

C

2. Połączenie równoległe elementów RLC

Połączenie równoległe wraz z wykresem wektorowym przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Połączenie równoległe elementów RLC oraz wykres wektorowy tego fragmentu obwodu Admitancja zastępcza tego obwodu wynosi

Y = G j  B − B 

C

L

Wartość prądu wynosi

I = G j B − B  U

C

L

3. Rezonans napięć

Zjawisko rezonansu to zjawisko przekazywania energii bez strat pomiędzy np. dwoma elementami C oraz L. Rezonans napięć może powstać tylko wtedy gdy dwa elementy L lub C są połączone szeregowo. Zjawisko to zachodzi gdy spełniony jest warunek x = x L

C

lub inaczej

1

f =

. Na rys.3 przedstawiono dwa opisywane elementy podczas rezonansu oraz 2   L C

wykres wektorowy tego połączenia.

Rys. 3. Fragment obwodu elektrycznego podczas rezonansu napięć i wykres wektorowy tego połączenia

Należy zwrócić uwagę, że impedancja takiego połączenia jest równa 0. Oznacza to, że rozpatrywaną część obwodu elektrycznego można zastąpić połączeniem (zwarciem). Ze względu na założenie x = x

L

C

napięcie na obu elementach jest równe

U = j x − x  I =0

L

C

Bez względu na przepływający prąd napięcie na obydwu elementach jest równe 0. Napięcia na poszczególnych elementach są różne od 0 i są równe odpowiednio U = j x I

L

L

U =− j x I

C

C

4. Rezonans prądów

Rezonans prądów zachodzi przy połączeniu równoległym elementów L oraz C, gdy spełniony jest 1

warunek x = x

L

C

lub f =

. Na rys. 4 przedstawiono dwa opisywany fragment 2   L C

obwodu elektrycznego podczas rezonansu oraz wykres wektorowy tego połączenia.

Rys. 4. Fragment obwodu elektrycznego podczas rezonansu prądów i wykres wektorowy tego połączenia

Należy zwrócić uwagę, że admitancja takiego połączenia jest równa 0 (impedancja jest równa nieskończoność). Oznacza to, że rozpatrywaną część obwodu elektrycznego można rozewrzeć. Ze względu na założenie x = x

L

C

prąd na obu elementach jest równy

U

U

I = I  I =− j

 j

=0

L

C

x

x

L

C

Bez względu na doprowadzone napięcie, prąd przepływający przez obydwa elementy jest równy 0.

Prądy przepływające przez poszczególne elementy są różne od 0 i są równe odpowiednio U

I =− j

L

x L

U

I = j

C

xC