Kliknite ili dodirnite Primer kola ispod da biste pozvali TINACloud i izaberite Interaktivni DC režim da biste ih analizirali na mreži. Nabavite jeftin pristup TINACloud uređivanju primjera ili kreiranju vlastitih krugova
Ponekad u inženjerstvu od nas traže da dizajniramo sklop koji će prenositi maksimalnu snagu na opterećenje iz određenog izvora. Prema teoremu najvećeg prijenosa snage, opterećenje će dobiti maksimalnu snagu od izvora kada je njegov otpor (RL) jednak je unutrašnjem otporu (RI) izvora. Ako je izvorni krug već u obliku istovjetnog kruga Thevenin ili Norton (izvor napona ili struje s unutarnjim otporom), tada je rješenje jednostavno. Ako sklop nije u obliku Theveninovog ili Nortonovog ekvivalentnog kruga, prvo moramo upotrijebiti Thevenin's or Nortonova teorema za dobivanje ekvivalentnog kruga.
Evo kako ćete organizovati maksimalni prijenos snage.
1. Pronađite unutrašnji otpor, RI. To je otpor koji se pronalazi gledanjem na dva terminala opterećenja izvora bez priključenog tereta. Kao što smo pokazali u Theveninova teorema i Nortonova teorema poglavlja, najlakši način je zamijeniti izvore napona kratkim spojevima i izvorima struje putem otvorenih strujnih krugova, a zatim pronaći ukupni otpor između dva terminala.
2. Pronađite napon otvorenog kruga (UT) ili struja kratkog spoja (IN) izvora između dva terminala za teret, bez priključenog tereta.
Kada smo pronašli RI, znamo optimalnu otpornost na opterećenje
(RLopt = RI). Konačno, može se naći maksimalna snaga
Osim maksimalne snage, možda želimo znati još jednu važnu količinu: efikasnost. Učinkovitost je definirana omjerom snage primljene opterećenjem i ukupne snage koju izvor daje. Za ekvivalent Thevenina:
i za Norton ekvivalent:
Koristeći TINA Interpreter, lako je nacrtati P, P / Pmaksimum, I h kao funkciju RL. Sljedeći grafikon prikazuje P / Pmax, uključeno napajanje RL podeljeno sa maksimalnom snagom, Pmaksimum, kao funkcija RL (za krug sa unutrašnjim otporom RI= 50).
Sada da vidimo efikasnost h kao funkciju RL.
Krug i program TINA Interpreter za crtanje gornjih dijagrama prikazani su dolje. Imajte na umu da smo također koristili alate za uređivanje prozora TINA-ina dijagrama za dodavanje teksta i isprekidane linije.
Sada istražimo efikasnost (h) za slučaj prenosa maksimalne snage, gdje RL = RTh.
Efikasnost je:
a koji je dat kao postotak iznosi samo 50%. To je prihvatljivo za neke aplikacije u elektronici i telekomunikacijama, poput pojačala, radijskih prijemnika ili predajnika. Međutim, 50% -tna efikasnost nije prihvatljiva za baterije, napajanja i, svakako, ne za elektrane.
Druga nepoželjna posljedica organiziranja opterećenja radi postizanja maksimalnog prijenosa snage je 50% -tni pad napona na unutarnjem otporu. 50% pad napona izvora može biti pravi problem. U stvari je potreban gotovo konstantan napon opterećenja. To zahtijeva sisteme kod kojih je unutarnji otpor izvora mnogo manji od otpora opterećenja. Zamislite elektranu od 10 GW koja radi na ili blizu maksimalnog prenosa snage. To bi značilo da bi se polovica energije koju biljka generira raspršila u dalekovodima i generatorima (koji bi vjerojatno izgorjeli). To bi također rezultiralo naponima opterećenja koji bi nasumično oscilirali između 100% i 200% nominalne vrijednosti u zavisnosti od varijacije potrošnje energije.
Kako bismo ilustrirali primjenu teoreme o maksimalnom prijenosu snage, pronađite optimalnu vrijednost otpornika RL da primi maksimalnu snagu u krugu ispod.
Dobijamo maksimalnu snagu ako je RL= R1, pa RL = 1 kohm. Maksimalna snaga:
Rl:=R1;
Pmax:=sqr(Vs)/4/Rl;
Rl=[1k]
Pmax = [6.25m]
Rl=R1
Pmax=Vs**2/4/Rl
print(“Rl= %.3f”%Rl)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
Sličan problem, ali sa trenutnim izvorom:
Pronađite maksimalnu snagu otpornika RL .
Dobijamo maksimalnu snagu ako je RL = R1 = 8 ohm. Maksimalna snaga:
Rl:=R1;
Rl=[8]
Pmax:=sqr(IS)/4*R1;
Pmax=[8]
Rl=R1
print(“Rl= %.3f”%Rl)
Pmax=IS**2/4*R1
print(“Pmax= %.3f”%Pmax)
Sljedeći problem je složeniji, tako da ga prvo moramo smanjiti na jednostavniji krug.
Find RI za postizanje maksimalnog prijenosa snage i izračunavanje maksimalne snage.
Prvo pronađite Nortonov ekvivalent koristeći TINA.
Konačno maksimalna snaga:
O1:=Replus(R4,(R1+Replus(R2,R3)))/(R+Replus(R4,(R1+Replus(R2,R3))));
IN:=Vs*O1*Replus(R2,R3)/(R1+Replus(R2,R3))/R3;
RN: = R3 + Replus (R2, (R1 + Replus (R, R4)));
Pmax: = sqr (IN) / 4 * RN;
IN = [250u]
RN = [80k]
Pmax = [1.25m]
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
O1=Replus(R4,R1+Replus(R2,R3))/(R+Replus(R4,R1+Replus(R2,R3)))
IN=VS*O1*Replus(R2,R3)/(R1+Replus(R2,R3))/R3
RN=R3+Replus(R2,R1+Replus(R,R4))
Pmax=IN**2/4*RN
print(“IN= %.5f”%IN)
print(“RN= %.5f”%RN)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
Taj problem možemo riješiti i pomoću jedne od najzanimljivijih karakteristika TINA-e optimizacija način analize.
Da biste postavili optimizaciju, koristite izbornik Analiza ili ikone u gornjem desnom uglu ekrana i odaberite Optimizacijski cilj. Kliknite na mjerač snage da biste otvorili dijaloški okvir i odabrali Maksimalni. Zatim odaberite Upravljački objekt, kliknite RI, te postaviti granice unutar kojih se mora tražiti optimalna vrijednost.
Da biste izvršili optimizaciju u TINA v6 i novijoj verziji, jednostavno koristite naredbu Analysis / Optimization / DC Optimization iz izbornika Analysis.
U starijim verzijama TINA, možete podesiti ovaj mod iz menija, Analiza / način / optimizacija, a zatim izvršite DC analizu.
Nakon pokretanja optimizacije za gore navedeni problem, pojavljuje se sljedeći ekran:
Nakon optimizacije, vrijednost RI automatski se ažurira na pronađenu vrijednost. Ako sljedeći put pokrenemo interaktivnu analizu istosmjernog pritiska na tipku DC, prikazana je maksimalna snaga kao što je prikazano na sljedećoj slici.
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian