Rangkaian Seri RLC

Ketika resistansi murni R ohm, induktansi murni L Henry dan kapasitansi murni C farad dihubungkan bersama dalam kombinasi seri satu sama lain maka terbentuklah Rangkaian Seri RLC.

Karena ketiga elemen dihubungkan secara seri, maka arus yang mengalir melalui setiap elemen rangkaian akan sama dengan total arus I yang mengalir dalam rangkaian.

Rangkaian RLC ditunjukkan di bawah ini:

XL = 2πfL dan XC = 1/2πfC

Ketika tegangan AC diterapkan melalui rangkaian Seri RLC, arus yang dihasilkan I mengalir melalui rangkaian, dan dengan demikian tegangan pada setiap elemen akan menjadi:

• VR = IR yaitu tegangan melintasi resistansi R dan sefasa dengan arus I.
• VL = IXL yaitu tegangan melintasi induktansi L dan memimpin arus I dengan sudut 90 derajat.
• VC = IXC yaitu tegangan yang melintasi kapasitor C dan ia tertinggal dari arus I dengan sudut 90 derajat.

Diagram fasor rangkaian seri RLC ketika rangkaian bertindak sebagai rangkaian induktif yang berarti (VL>VC) ditunjukkan di bawah ini dan jika (VL< VC) rangkaian akan berperilaku sebagai rangkaian kapasitif.

• Ambil arus I sebagai referensi seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas
• Tegangan melintasi induktor L yang ditarik VL memimpin arus I dengan sudut 90 derajat.
• Tegangan melintasi kapasitor c yaitu Vc ditarik tertinggal dari arus I dengan sudut 90 derajat karena dalam beban kapasitif arus memimpin tegangan dengan sudut 90 derajat.
• Kedua vektor VL dan Vc saling berlawanan.

Di mana,

Ini adalah oposisi total yang ditawarkan pada aliran arus oleh Sirkuit RLC dan dikenal sebagai Impedansi sirkuit.

Dari diagram fasor, nilai sudut fasa akan menjadi

Produk tegangan dan arus didefinisikan sebagai daya.

Dimana cosϕ adalah faktor daya rangkaian dan dinyatakan sebagai:

• Ketika XL > XC, sudut fasa ϕ positif. Rangkaian berperilaku sebagai rangkaian seri RL di mana arus tertinggal di belakang tegangan yang diberikan dan faktor daya tertinggal.
• Ketika XL < XC, sudut fasa ϕ negatif, dan rangkaian bertindak sebagai rangkaian RC seri di mana arus mendahului tegangan sebesar 90 derajat.
• Ketika XL = XC, sudut fasa ϕ adalah nol, akibatnya rangkaian berperilaku seperti rangkaian resistif murni. Dalam rangkaian jenis ini, arus dan tegangan berada dalam fase satu sama lain. Nilai faktor daya adalah satu.

Ketika besaran diagram fasor dibagi dengan faktor persekutuan I maka diperoleh segitiga siku-siku yang dikenal sebagai segitiga impedansi. Segitiga impedansi dari rangkaian seri RL, ketika (XL > XC) ditunjukkan di bawah ini:

Jika reaktansi induktif lebih besar dari reaktansi kapasitif dari reaktansi rangkaian induktif memberikan sudut fasa tertinggal.

Segitiga impedansi ditunjukkan di bawah ini ketika rangkaian bertindak sebagai rangkaian seri RC (XL< XC)

Ketika reaktansi kapasitif lebih besar dari reaktansi induktif, reaktansi rangkaian keseluruhan bertindak sebagai kapasitif dan sudut fasa akan memimpin.

Berikut ini adalah aplikasi dari rangkaian RLC:

• Ini bertindak sebagai sirkuit yang disetel variabel
• Ini bertindak sebagai filter low pass, high pass, bandpass, bandstop tergantung pada jenis frekuensi.
• Rangkaian ini juga berfungsi sebagai osilator
• Pengganda tegangan dan sirkuit pelepasan pulsa

Ini semua tentang sirkuit RLC.