Analisis Rangkaian R‑L‑C Paralel: Impedansi, Arus, dan Simulasi SPICE

Kami dapat menyusun ulang resistor, induktor, dan kapasitor yang sama dari rangkaian seri ke dalam susunan paralel, menghasilkan contoh berikut.

Impedansi dalam Komponen Paralel

Menyambungkan komponen secara paralel tidak mengubah impedansi individu mereka. Dengan frekuensi pasokan yang sama, reaktansi induktif dan kapasitif tetap tidak berubah.

Mengekspresikan setiap elemen sebagai impedansi (Z) memungkinkan kami untuk membangun tabel analisis dan menerapkan aturan rangkaian paralel, analog dengan kasus seri.

Karena tegangan dibagi sama di semua cabang, kami menetapkan tegangan pasokan total ke setiap kolom dalam tabel.

Menerapkan hukum Ohm (I = E / Z) secara vertikal menghasilkan arus melalui setiap cabang.

Menghitung Arus Total dan Impedansi Total

Ada dua strategi efektif untuk menentukan arus total dan impedansi keseluruhan:

• Hitung impedansi paralel setara menggunakan rumus ZTotal = 1/(1/ZR + 1/ZL + 1/ZC), lalu temukan arus total dengan I = E / ZTotal.
• Jumlahkan arus cabang individual untuk mendapatkan arus total (arus total dalam rangkaian paralel adalah jumlah aljabar dari semua arus cabang). Gunakan hukum Ohm untuk mendapatkan impedansi total dari tegangan total dan arus total: Z = E / I.

Sementara metode pertama memerlukan penanganan reciprok kompleks, metode kedua seringkali lebih sederhana, terutama ketika bekerja secara manual.

Mari kita validasi analisis dengan simulasi SPICE.

Di bawah ini adalah netlist SPICE untuk rangkaian. Sumber tegangan dummy diatur ke 0 V berfungsi sebagai titik pengukuran untuk arus cabang.

 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 

Contoh output pada 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 

Kedua metode perhitungan menghasilkan arus total dan impedansi yang sama ketika dilakukan dengan benar. Untuk latihan lebih lanjut, coba Lembar Kerja Rangkaian AC Seri-Paralel Kombinasi.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Rangkaian AC Seri-Paralel Kombinasi