Paralelní řazení impedancí

Rezistor, cívka a kondenzátor jsou principiálně rozdílné součástky. Pokud je chceme řešit v elektrických obvodech společně, musíme najít něco, co mají společné, a to je schopnost omezovat elektrický proud, tedy impedance. U dokonálého rezistoru je impedance rovna odporu, u dokonalé cívky a dokonalého kondenzátoru je impedance rovna jejich specifickým reaktancím.

Rezistor, cívka, kondezátor a jejich impedance
Impedance dokonalých součástek

V reaktancích jsou „schované“ charakteristické parametry součástek, tedy indukčnost a kapacita.

V předchozím článku jsme řešili, jak postupovat při sériovém řazení. V tomto textu se podíváme na paralelní řazení.

Paralelní řazení R, L, C

Nejprve musíme najít, co mají všechny součástky společné. U paralelního řazení jsou všechny prvky na stejném napětí, proto řídicí veličinou bude napětí.

Paralelní obvod RLC, jedno napětí pro všechny součástky, dělí se proud
Paralelní obvod RLC

Pro vzájemnou pozici vektorů proudu a napětí platí pravidla:

  • Napětí na odporu je ve fázi s proudem.
  • Napětí na cívce předbíhá proud o 90°.
  • Napětí na kondenzátoru se zpožďuje za proudem o 90°.
Fatorové diagramy rezistoru, cívky a kondezátoru
Fázorák dokonalých R,L,C

Nyní vektorově sečteme proudy podle 1. Kirchhoffova zákona:

$$ I = I_C + I_R + I_L $$

Například, na konec fázoru proudu IC přidáme fázor proudu IR a nakonec přičteme fázor  IL. Výsledný proud leží mezi počátkem souřadnic a koncem fázoru IL .

Vektorový součet fázorů proudů paralelního obvodu
Vektorový součet fázorů proudů

Pokud je výsledný proud za napětím, znamená to, že celý obvod má induktivní charakter.

Reálná a imaginární složka proudu

Výsledný proud je komplexní číslo, což znamená, že se dá rozložit na reálnou a imaginární složku. Častěji se reálná složka proudu označuje jako činná a imaginární jako jalová. Činný proud je ten, který koná reálnou práci, například ohřívá vodič. Jalový proud (z významu slova „nenesoucí ovoce“) sice nevyužíváme přímo k práci, ale je nutný pro funkci obvodů s kapacitou a indukčností. Jalový proud slouží k vytvoření elektrického pole v kondenzátoru, magnetického pole v cívce.

trojúhelník proudu v kompelxní rovině, zobrazení činné a jalové složky
Zobrazení činné a jalové složky komplexního proudu

Trojúhelník vodivostí

Ve fázorovém trojúhelníku, který tvoří činný, jalový a zdánlivý proud, můžeme dosadit Ohmův zákon a odstranit napětí. Tím získáme inverzní trojúhelník odporů, tedy trojúhelník vodivostí.

Odvozeni trojuhleníku vodivostí z trojuhelniku proudu
Odvozeni trojúhleníku vodivostí

Jednotkou vodivosti je siemens (S).

Značení:

  • G – činná vodivost
  • B – jalová vodivost (susceptance)
  • Y – zdánlivá vodivost (admitance)

Kontakt

nazornaelektrotechnika@gmail.com

Všechna práva vyhrazena © 2024 – Názorná elektrotechnika