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 =RƒÄ… jśą xL-xCźą
Wartość napięcia wynosi
U =śą RƒÄ… jśąxL-xCźąźą I
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 =GƒÄ… j śą BC- BLźą
Wartość prądu wynosi
I =śąGƒÄ… jśą BC-BLźąźąU
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
x =xC lub inaczej
szeregowo. Zjawisko to zachodzi gdy spełniony jest warunek
L
1
f =
. Na rys.3 przedstawiono dwa opisywane elementy podczas rezonansu oraz
2Ä…Ä… L C
ćą
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
xL=xC napięcie na obu elementach jest równe
założenie
U = jśąxL-xCźą I =0
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 xL I
L
U =- j xC I
C
4. Rezonans prądów
Rezonans prądów zachodzi przy połączeniu równoległym elementów L oraz C, gdy spełniony jest
1
xL=xC lub f =
warunek . Na rys. 4 przedstawiono dwa opisywany fragment
2 Ä…Ä… L C
ćą
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
xL=xC prąd na obu elementach jest równy
względu na założenie
U U
I =I ƒÄ…I =- j ƒÄ… j =0
L C
xL xC
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
xL
U
IC= j
xC