Een Parallelle R-L-C Stroom Analyseren: Impedantie, Stroom, en SPICE Simulatie

We kunnen dezelfde weerstand, spoel, en condensator uit een seriestroom in een parallelle indeling rangschikken, wat het volgende voorbeeld oplevert.

Impedantie in Parallelle Componenten

Het verbinden van de componenten in parallel verandert hun individuele impedanties niet. Met dezelfde voedingsfrequentie blijven de inductieve en capacitieve reactanties ongewijzigd.

Het uitdrukken van elk element als impedantie (Z) stelt ons in staat een analysetabel op te bouwen en de regels van parallelle stromingen toe te passen, analoog aan het seriegeval.

Omdat spanning gelijkelijk gedeeld wordt over alle takken, wijzen we de totale voedingsspanning toe aan elke kolom in de tabel.

Het toepassen van Ohm's wet (I = E / Z) verticaal levert de stroom door elke tak op.

Totale Stroom en Totale Impedantie Berekenen

Er zijn twee effectieve strategieën om de totale stroom en algehele impedantie te bepalen:

• Bereken de equivalente parallelle impedantie met de formule ZTotaal = 1/(1/ZR + 1/ZL + 1/ZC), vind daarna de totale stroom met I = E / ZTotaal.
• Tel de individuele takstromen op om de totale stroom te verkrijgen (de totale stroom in een parallelle stroom is de algebraïsche som van alle takstromen). Gebruik Ohm's wet om de totale impedantie af te leiden uit de totale spanning en totale stroom: Z = E / I.

Terwijl de eerste methode het omgaan met complexe omgekeerden vereist, is de tweede methode vaak eenvoudiger, vooral bij handmatig werk.

Laten we de analyse valideren met een SPICE-simulatie.

Hieronder is de SPICE netlist voor de stroom. Dummy spanningsbronnen ingesteld op 0 V dienen als meetpunten voor takstromen.

ac r-l-c circuit
v1 1 0 ac 120 sin
vi 1 2 ac 0
vir 2 3 ac 0
vil 2 4 ac 0
rbogus 4 5 1e-12
vic 2 6 ac 0
r1 3 0 250
l1 5 0 650m
c1 6 0 1.5u
.ac lin 1 60 60
.print ac i(vi) i(vir) i(vil) i(vic)
.print ac ip(vi) ip(vir) ip(vil) ip(vic)
.end

Voorbeelduitvoer bij 60 Hz:

freq i(vi) i(vir) i(vil) i(vic)
6.000E+01 6.390E-01 4.800E-01 4.897E-01 6.786E-02
freq ip(vi) ip(vir) ip(vil) ip(vic)
6.000E+01 -4.131E+01 0.000E+00 -9.000E+01 9.000E+01

Beide berekeningsmethoden leveren dezelfde totale stroom en impedantie op wanneer correct uitgevoerd. Voor verdere oefening, probeer de Serie-Parallelle Combinatie AC Stromingen Werkblad.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Serie-Parallelle Combinatie AC Stromingen Werkblad