Serijski RLC krug je električni krug koji se sastoji od tri komponente: otpornika (R), kondenzatora (C) i induktora (L) koje su spojene jedna za drugom u seriji, tj. za svaki element je ista struja. U ovom članku ćemo istražiti što je to serijski RLC krug, zašto je važan, ključna svojstva i primjere kako ga primijeniti.
RLC krugovi su važni jer se koriste za analizu i projektiranje električnih sustava gdje je bitna rezonancija i prigušenje signala. Također, igraju važnu ulogu u elektronici, telekomunikacijama i energetici.
Ključno svojstvo serijskog RLC kruga je rezonancija koja se događa kada je frekvencija izvora jednaka rezonantnoj frekvenciji kruga. Tada se amplituda napona na krugu maksimalna, a struja se minimizira. S druge strane, prigušenje se događa kada je prijenos energije u krugu sveden na minimum.
Primjer 1: Uzmimo RLC krug s R=5Ω, L=2mH i C=0.1uF. Ako je izvor napona sinusni val s frekvencijom 10kHz, odredite impedanciju kruga i struju koja teče kroz krug.
Primjer 2: Kako se mijenja amplituda napona na kondenzatoru u RLC krugu kada mijenjamo frekvenciju izvora napona?
Primjer 3: Koji je utjecaj povećanja otpornika na rezonantnu frekvenciju serijskog RLC kruga?
Tipična pogreška koju učenici često rade je zanemarivanje faznog pomaka između napona i struje u krugu te precjenjivanje ili podcjenjivanje utjecaja pojedinih elemenata na ukupnu impedanciju.
Savjet: Pazite na jedinice, jer miješanje različitih jedinica (npr. kiloohma, milifarada) može dovesti do pogrešnih rezultata.
Pitanja za samoprovjeru:
1. Kako se mijenja impedancija serijskog RLC kruga s povećanjem frekvencije?
2. Zašto je važno uzeti u obzir fazni pomak pri analizi RLC kruga?
3. Što se događa s rezonantnom frekvencijom kada se poveća kapacitet kondenzatora?
4. Kako se mijenja rezonantna frekvencija RLC kruga s povećanjem induktivnosti induktora?
5. Kako se mijenja prigušenje kruga s povećanjem otpornika?
Rješenja:
1. Impedancija će se povećavati proporcionalno s frekvencijom.
2. Fazni pomak je bitan jer utječe na rezultate analize kruga.
3. Rezonantna frekvencija će se smanjiti sa povećanjem kapaciteta kondenzatora.
4. Rezonantna frekvencija će se povećati s povećanjem induktivnosti induktora.
5. Prigušenje će se povećati s povećanjem otpornika.