Razlaga

Kazalčni diagram je orodje, ki ga uporabljamo za vizualizacijo sinusnih veličin v električnih vezjih. Omogoča enostaven prikaz njihove amplitude in medsebojnega faznega zamika. Na njem lahko prikazujemo le veličine, ki imajo enako frekvenco in so sinusne oblike.

Vektorji v kazalčnem diagramu imajo dve ključni lastnosti:

• dolžina vektorja predstavlja amplitudo sinusne veličine,
• kot med vektorji pa predstavlja fazni zamik med veličinami.

Risanje

Osnovne komponente

Da lahko narišemo ustrezen kazalčni diagram, moramo najprej izbrati vodilno veličino, glede na katero bomo vse ostale velikosti primerjali. V našem primeru bomo kot vodilno izbrali napetost napajalnega vira $u$, saj je ta skupna večini elementov v vezju^[1][2].

Ko imamo podan časovni potek veličin, lahko preidemo na njihov kazalčni prikaz. Kot prvo narišemo vektor za vodilno veličino napetost $u$. Glede na Kirchhoffov zakon za napetosti velja, da bo vsota napetosti na posameznih elementih (uporu, tuljavi, kondenzatorju) enaka napetosti napajalnega vira.

Pri uporu je tok v fazi z napetostjo, pri kondenzatorju tok napetost zaostaja za 270° ("prehiteva" za 90°), pri tuljavi pa zaostaja za 90°. Tem razlikam pravimo fazni kot. Ta ima lahko vrednosti med $0$ in $2\pi$ oziroma med $0^{\circ }$ in ${360}^{\circ }$, saj so vse sinusne funkcije periodične in se faza ponavlja po enem krogu.

RC člen

Če vežemo upor in kondenzator skupaj, lahko to storimo na dva načina: zaporedno ali vzporedno. V zaporedni vezavi je skupna veličina tok, v vzporedni pa napetost. Zato moramo glede na vrsto vezave izbrati tudi različne vodilne količine, ko rišemo kazalčni diagram.

RL člen

Pri vezavi upora in tuljave (RL člen) je logika popolnoma enaka kot pri RC členu, vendar so fazni odnosi obratni: tok pri tuljavi zaostaja za napetostjo za 90°, kar pomeni, da so kazalčni diagrami prezrcaljeni po y-osi glede na RC primere.

Kazalčni diagrami so zelo uporabni pri analizi izmeničnih vezij, saj omogočajo hiter in intuitiven vpogled v odnose med sinusnimi veličinami brez zapletenega računanja s trigonometričnimi funkcijami.