R - L - C κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος

  
Your web browser does not support canvas!

Σε ένα κύκλωμα σειράς στο εναλλασσόμενο ρεύμα, ο β' κανόνας Κίρχωφ ισχύει με την προϋπόθεση ότι η άθροιση των τάσεων των επί μέρους κυκλωματικών στοιχείων δεν γίνεται αλγεβρικά, όπως συμβαίνει στο συνεχές ρεύμα, αλλά διανυσματικά.
Αυτό συμβαίνει επειδή στο εναλλασσόμενο ρεύμα η ένταση i(t) και η τάση v(t) έχουν διαφορά φάσης για κυκλώματα που περιέχουν πηνία L και/ή πυκνωτές C.
Για παράδειγμα, σε κύκλωμα μόνο με πηνίο L, η τάση προηγείται της έντασης του ρεύματος κατά 90°, ενώ σε κύκλωμα μόνο με πυκνωτή C, η τάση έπεται της έντασης κατά 90°. Έτσι, είναι πιθανό, οι τάσεις σε ένα πηνίο και σε ένα πυκνωτή, αθροιζόμενες διανυσματικά, να αλληλοαναιρούνται.
Στο κύκλωμά μας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι μία συχνογεννήτρια παρέχει ένα σήμα τάσης με πλάτος Voπηγής=10V και αντίστασης εξόδου R0= 50 Ωμ (όπως φαίνεται στο κύκλωμα) και στη συνέχεια το κύκλωμα περιέχει τα R1, C και L στοιχεία.
Στο παρόν αντικείμενο, κάνουμε την παραδοχή ότι η ένταση του ρεύματος i(t) έχει μηδενική φάση, δηλαδή το διάνυσμά της συμπίπτει με τον οριζόντιο άξονα x'x. Επομένως η διαφορά φάσης της έντασης i(t) και της συνολικής τάσης v(t), ισούται με τη διαφορά φάσης ανάμεσα στην αντίσταση του ωμικού μέρους του κυκλώματος Rολικό και τη συνολική αντίσταση στο κύκλωμα Zολικό όπως φαίνεται στο σχεδιαζόμενο διανυσματικό διάγραμμα των αντιστάσεων.
Οι αντιστάσεις για τον πυκνωτή, το πηνίο και συνολικά για όλο το κύκλωμα δίνονται από τις σχέσεις:

Εφαρμόστε τον νόμο του Ohm για να βρείτε την ένταση του ρεύματος στο κύκλωμα όταν η συχνότητα είναι f=20kHz, η αντίσταση R1=75Ω, η χωρητικότητα του πυκνωτή C=100nF και η αυτεπαγωγή του πηνίου L=1.5mH. Συμφωνεί η απάντησή σας με την αντίστοιχη ένδειξη που παρέχει το αντικείμενο;

Διερεύνηση 1

Αν η συχνότητα του σήματος της γεννήτριας είναι f=25kHz, η αντίσταση R1=100Ω (R0=50Ω) και η αυτεπαγωγή L=800μΗ, πόση πρέπει να είναι η χωρητικότητα C του πυκνωτή ώστε το πηνίο και ο πυκνωτής να αλληλοαναιρούνται; Πώς θα μοιάζει το διανυσματικό διάγραμμα των αντιστάσεων σε αυτή την περίπτωση; Επαληθεύστε την απάντησή σας με την βοήθεια του αντικειμένου.

Μεταβολή παραμέτρων
 Hz

50Hz-100kHz

Ω 25-150Ω

nF

mH

Στοιχεία Θεωρίας

Εφαρμογή

Διερεύνηση