Circuit R-L-C serie

Gruparea unor elemente rezistive, inductive şi capacitive încât curentul electric să fie unic şi cu aceeaşi valoare, constituie circuitul R-L-C serie de curent alternativ.


La bornele fiecărui element de circuit se va regăsi câte o tensiune corespunzătoare, conform legii lui Ohm:

UR = RI, UL = XLI, UC = XCI, unde XL = Lw, XC = 1/Cw

Din reprezentarea fazorială a celor trei tensiuni, defazate corespunzător fiecărui element de circuit, rezultă că există o defazare j0 dintre tensiunea aplicată U şi intensitatea I a curentului electric:



Aplicând formula lui Pitagora în triunghiul tensiunilor, se obţine:
U2 = UR2 + (UL - UC)2
sau:

Facem notaţia:

, care se numeşte impedanţă a circuitului R-L-C serie.

Cu notaţiile de mai sus se poate scrie legea lui Ohm în curent alternativ: U = ZI

Rezonanţa tensiunilor

Dacă în funcţionarea circuitului R-L-C serie se realizează condiţia: UL = UC rezultă:

XL = XC, impedanţa Z = R (minim), curentul Irez = U/R (maxim), defazajul tgj0=0

Circuitul se comportă rezistiv, prin el circulând un curent electric maxim, spunându-se că circuitul este în rezonanţă cu sursa de curent. Condiţia pentru a se realiza rezonanţa este impusă de egalitatea XL = XC,de unde:


Astfel,
Transferul de energie de la sursă la circuitul R-L-C se va face în regim de rezonanţă numai dacă frecvenţa curentului alternativ este egală cu frecvenţa proprie n0 a circuitului, care depinde de elementele L şi C.

Puterea pe circuitul R-L-C serie


Dacă laturile triunghiului tensiunilor se amplifică cu intensitatea I a curen-tului, se obţine un triunghi asemenea cu cel iniţial, dar având ca laturi valori ale unor puteri:

Factorul de putere se defineşte prin relaţiile următoare:


care depinde de elementele R, L, C şi frecvenţa n a curentului alternativ.