Klõpsake või puudutage allpool asuvaid näidisahelaid, et kutsuda TINACloud ja valige interaktiivne alalisrežiim nende analüüsimiseks võrgus. Saate madala hinnaga juurdepääsu TINACloud'ile, et muuta näiteid või luua oma ahelaid
Mõnikord palutakse meil inseneritöös konstrueerida vooluring, mis annab maksimaalse võimsuse antud allikast koormale üle. Maksimaalse jõuülekande teoreemi kohaselt saab koormus allikast maksimaalse võimsuse, kui selle takistus (RL) on võrdne sisemise takistusega (RI) allikast. Kui allika vooluahel on juba Thevenini või Nortoni samaväärse vooluahela kujul (sisemise takistusega pinge- või vooluallikas), on lahendus lihtne. Kui vooluring ei ole Thevenini või Nortoni samaväärse vooluringi kujul, peame kõigepealt kasutama Thevenin on or Nortoni teoreem samaväärse ahela saamiseks.
Järgnevalt on kirjeldatud, kuidas korraldada maksimaalne jõuülekanne.
1. Leia sisemine takistus, RI. See on takistus, mille leiab allika kahele koormusterminalile tagasi vaadates ilma koormuseta. Nagu näitasime artiklis Thevenini teoreem ja Nortoni teoreem peatükkides on kõige lihtsam meetod pingeallikate asendamine lühiste ja vooluallikatega avatud vooluahelate abil, seejärel kahe koormusklemmide vahelise kogukindluse leidmine.
2. Leidke avatud ahela pinge (UT) või lühisvool (IN) allikast kahe koormusklemmi vahel, ilma koormuseta.
Kui oleme leidnud RI, me teame optimaalset koormuskindlust
(RLopt = RI). Lõpuks leitakse maksimaalne võimsus
Lisaks maksimaalsele võimule võiksime teada saada ka teist olulist kogust: efektiivsus. Tõhusust määratletakse koormuse poolt vastuvõetud energia ja allika poolt tarnitud koguvõimsuse suhtega. Thevenini ekvivalendi jaoks:
ja Nortoni ekvivalendi puhul:
TINA tõlkide abil on see lihtne joonistada P, P / Pmaxja h funktsioonina RL. Järgmine graafik näitab P / Pmax, Võimsus on sisse lülitatud RL jagatud maksimaalse võimsusega, Pmax, kui funktsiooni RL (sisemise takistusega R jaoksI= 50).
Vaatame nüüd efektiivsust h funktsioonina RL.
Ülaltoodud skeemide joonistamiseks vooluring ja TINA tõlgi programm on näidatud allpool. Pange tähele, et teksti ja punktiirjoone lisamiseks kasutasime ka TINA diagrammi akna redigeerimise tööriistu.
Nüüd uurime efektiivsust (h) maksimaalse jõuülekande puhul, kus RL = RTh.
Tõhusus on:
mis protsendina on ainult 50%. See on vastuvõetav mõne elektroonika- ja telekommunikatsioonirakenduse, näiteks võimendite, raadiovastuvõtjate või saatjate jaoks. 50-protsendiline kasutegur ei ole akude, toiteallikate ja kindlasti mitte elektrijaamade jaoks vastuvõetav.
Veel üks soovimatu tagajärg koorma korraldamisel maksimaalse jõuülekande saavutamiseks on 50% -line sisemise takistuse langus. Allikapinge 50% langus võib olla tõeline probleem. Tegelikult on vaja peaaegu konstantset koormuspinget. See nõuab süsteeme, kus allika sisemine takistus on palju väiksem kui koormustakistus. Kujutage ette 10 GW võimsusega elektrijaama, mis töötab maksimaalse jõuülekandega või selle lähedal. See tähendaks, et pool jaama toodetavast energiast hajuks ülekandeliinides ja generaatorites (mis tõenäoliselt põleks ära). Selle tulemuseks oleks ka koormuspinge, mis kõikuks juhuslikult vahemikus 100% kuni 200% nimiväärtusest, kuna tarbija energiatarbimine varieerus.
Maksimaalse jõuülekande teoreemi rakendamise illustreerimiseks leiame takisti R optimaalse väärtuseL maksimaalse võimsuse saamiseks allpool olevas ahelas.
Saame maksimaalse võimsuse, kui RL= R1, nii et RL = 1 kohm. Maksimaalne võimsus:
Rl = R1;
Pmax: = ruut(Vs)/4/Rl;
Rl=[1k]
Pmax = [6.25m]
Rl=R1
Pmax=Vs**2/4/Rl
print("Rl= %.3f"%Rl)
print("Pmax= %.5f"%Pmax)
Sarnane probleem, kuid praeguse allikaga:
Leidke takisti R maksimaalne võimsusL .
Saame maksimaalse võimsuse, kui RL = R1 = 8 ohm. Maksimaalne võimsus:
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)
Järgmine probleem on keerulisem, seega tuleb kõigepealt vähendada seda lihtsamaks.
Leia RI maksimaalse jõuülekande saavutamiseks ja selle maksimaalse võimsuse arvutamiseks.
Kõigepealt leidke NINAn ekvivalent TINA abil.
Lõpuks maksimaalne võimsus:
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)
Selle probleemi lahendamiseks võib kasutada ka ühte TINA kõige huvitavamatest omadustest Optimeerimine analüüsi režiimis.
Optimeerimise seadistamiseks kasutage menüüd Analüüs või ekraani paremas ülanurgas olevaid ikoone ja valige Optimeerimise eesmärk. Dialoogiboksi avamiseks klõpsake energiamõõturil ja valige Maksimaalne. Järgmisena valige Control Object, klõpsake nuppu RI, ja määrake piirid, mille jooksul tuleks otsida optimaalset väärtust.
TINA v6 ja uuemate versioonide optimeerimiseks kasutage lihtsalt menüü Analüüs käsku Analüüs / Optimeerimine / Alalisvoolu optimeerimine.
TINA vanemates versioonides saate selle režiimi menüüst määrata, Analüüs / režiim / optimeerimineja seejärel käivitage DC analüüs.
Pärast ülaltoodud probleemi optimeerimise käivitamist ilmub järgmine ekraan:
Pärast optimeerimist värskendatakse RI väärtust automaatselt leitud väärtuseni. Kui me järgmine kord käivitame interaktiivse alalisvoolu analüüsi, vajutades alalisvoolu nuppu, kuvatakse maksimaalne võimsus, nagu on näidatud järgmisel joonisel.
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian