Sirkuit Seri RL

Rangkaian yang berisi resistansi murni R ohm yang dihubungkan secara seri dengan kumparan yang memiliki induktansi murni L (Henry) dikenal sebagai Rangkaian Seri RL. Ketika tegangan suplai AC V diterapkan, arus, I mengalir di sirkuit.

Jadi, IR dan IL akan menjadi arus yang mengalir pada resistor dan induktor masing-masing, tetapi jumlah arus yang mengalir melalui kedua elemen akan sama karena mereka dihubungkan secara seri satu sama lain. Diagram rangkaian Rangkaian Seri RL ditunjukkan di bawah ini:

Di mana,

• VR – tegangan melintasi resistor R
• VL – tegangan melintasi induktor L
• V – Tegangan total rangkaian

Diagram fasor dari rangkaian Seri RL ditunjukkan di bawah ini:

Langkah-langkah berikut diberikan di bawah ini yang diikuti untuk menggambar diagram fasor langkah demi langkah:

• Arus I diambil sebagai referensi.
• Penurunan tegangan melintasi resistansi VR = IR ditarik sefasa dengan arus I.
• Penurunan tegangan melintasi reaktansi induktif VL =IXL ditarik di depan arus I. Karena arus tertinggal tegangan dengan sudut 90 derajat dalam rangkaian Induktif murni.
• Jumlah vektor dari dua tegangan jatuh VR dan VL sama dengan tegangan yang diberikan V.

Sekarang,

Pada segitiga siku-siku OAB

VR = IR dan VL = IXL dimana XL = 2πfL

Di mana,

Z adalah total oposisi yang ditawarkan untuk aliran arus bolak-balik oleh rangkaian Seri RL dan disebut impedansi rangkaian. Ini diukur dalam ohm (Ω).

Pada rangkaian Seri RL arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut 90 derajat yang dikenal sebagai sudut fasa. Itu diberikan oleh persamaan:

Jika tegangan bolak-balik diterapkan di sirkuit diberikan oleh persamaan:

Persamaan arus I diberikan sebagai:

Maka daya sesaat diberikan oleh persamaan:

Menempatkan nilai v dan i dari persamaan (1) dan (2) ke dalam persamaan (3) kita akan mendapatkan:

Daya rata-rata yang dikonsumsi dalam rangkaian selama satu siklus lengkap diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Dimana cosϕ disebut faktor daya rangkaian.

Faktor daya didefinisikan sebagai rasio resistansi terhadap impedansi Sirkuit AC.

Menempatkan nilai V dan cosϕ dari persamaan (4) nilai daya akan menjadi:

Dari persamaan (5) dapat disimpulkan bahwa induktor tidak mengkonsumsi daya dalam rangkaian.

Bentuk gelombang dan kurva daya dari rangkaian seri RL ditunjukkan di bawah ini:

Berbagai titik pada kurva daya diperoleh dengan produk tegangan dan arus.

Jika Anda menganalisis kurva dengan cermat, terlihat bahwa daya negatif antara sudut 0 dan ϕ dan antara 180 derajat dan (180 + ϕ) dan selama sisa siklus daya positif. Arus tertinggal dari tegangan dan dengan demikian mereka tidak sefase satu sama lain.