MAXIMUM POWER TRANSFER THEOREM- ը

Կտտացրեք կամ Ստուգեք Ստորին օրինակելի սխեմաները, TINACloud- ին կանչելու համար եւ ընտրեք Interactive DC ռեժիմը `դրանք վերլուծելու համար:
Ստացեք ցածր գներով մուտք դեպի TINACloud, օրինակները խմբագրել կամ ստեղծել ձեր սեփական սխեմաները

Երբեմն ճարտարագիտության ոլորտում մեզ առաջարկվում է նախագծել մի շրջան, որը առավելագույն ուժը կփոխանցի տվյալ աղբյուրից բեռին: Ըստ էլեկտրաէներգիայի փոխանցման առավելագույն թեորեմի, բեռը կստանա առավելագույն ուժ աղբյուրից, երբ նրա դիմադրությունը լինի (R_L) հավասար է ներքին դիմադրության (R)_I) աղբյուրի: Եթե ​​սկզբնաղբյուրն արդեն գտնվում է Thevenin կամ Norton համարժեք միացումի տեսքով (ներքին դիմադրությամբ լարման կամ հոսանքի աղբյուր), ապա լուծումը շատ պարզ է: Եթե ​​միացումը Thevenin կամ Norton համարժեք միացումի տեսքով չէ, մենք նախ պետք է օգտագործենք Thevenin- ը or Norton- ի թեստաբանությունը ստանալու համարժեք միացում:

Ահա թե ինչպես կազմակերպել առավելագույն էներգիայի փոխանցումը:

1. Գտնել ներքին դիմադրությունը, R._I. Սա այն դիմադրությունն է, որը գտնում եք `նայում աղբյուրի երկու բեռնված տերմինալներին առանց բեռի հետ կապված. Ինչպես ցույց ենք տվել Thevenin- ի թեստաբանությունը և Norton- ի թեստաբանությունը գլուխները, ամենադյուրին մեթոդն այն է, որ լարման աղբյուրները կարճ սխեմաներով եւ ընթացիկ աղբյուրներով բացային սխեմաներով փոխարինվեն, ապա գտնել երկու բեռի տերմինալների ընդհանուր դիմադրությունը:

2. Գտնել բաց միացման լարման (U_T) կամ կարճ միացումի ընթացիկ (I_N) երկու բեռի տերմինալների միջեւ աղբյուրը, առանց բեռի հետ կապված:

Երբ մենք գտանք Ռ_I, մենք գիտենք օպտիմալ բեռի դիմադրությունը
(R_Lopt = R_I): Վերջապես, առավելագույն ուժը կարելի է գտնել

Առավելագույն ուժից բացի, մենք կարող ենք իմանալ եւս մեկ կարեւոր քանակի էֆեկտիվություն. Արդյունավետությունը որոշվում է բեռի կողմից ստացված էներգիայի հարաբերակցությամբ `աղբյուրի կողմից մատակարարվող ընդհանուր հզորության: Thevenin- ի համարժեքի համար.

եւ Norton- ի համարժեք:

Օգտագործելով TINA- ի թարգմանիչը, հեշտ է նկարել P, P / P_{առավելագույնը `</sub>, եւ h որպես գործառույթ R<sub>L</sub>. Հաջորդ գրաֆիկը ցույց է տալիս P / Pmax, իշխանությունը R<sub>L</sub> բաժանված է առավելագույն ուժով, P<sub>առավելագույնը `}, որպես գործառույթ R_L (ներքին դիմադրության հետ մի շրջանի համար R_I= 50):

Հիմա եկեք տեսնենք արդյունավետությունը h որպես գործառույթ R_L.

Ստորև ներկայացված դիագրամները գծագրելու համար միացում և TINA Interpreter ծրագիրը ցույց են տրված ստորև: Նկատի ունեցեք, որ մենք նաև օգտագործել ենք TINA- ի դիագրամ պատուհանի խմբագրման գործիքները `որոշ տեքստ և կետավոր գիծ ավելացնելու համար:

Այժմ եկեք ուսումնասիրենք արդյունավետությունը (h) էլեկտրաէներգիայի առավելագույն փոխանցման դեպքում, որտեղ R_L = R_Թ.

Արդյունավետությունը `

որը, երբ տրվել է որպես տոկոս, կազմում է ընդամենը 50%: Սա ընդունելի է էլեկտրոնիկայի և հեռահաղորդակցության որոշ ծրագրերի համար, ինչպիսիք են ուժեղացուցիչները, ռադիոընդունիչները կամ հաղորդիչները Այնուամենայնիվ, 50% արդյունավետությունն ընդունելի չէ մարտկոցների, էլեկտրամատակարարման և, իհարկե, ոչ էլեկտրակայանների համար:

Էլեկտրաէներգիայի առավելագույն փոխանցմանը հասնելու համար բեռը կարգավորելու ևս մեկ անցանկալի հետևանք է ներքին դիմադրության վրա 50% լարման անկումը: Աղբյուրի լարման 50% անկումը կարող է իսկական խնդիր դառնալ: Այն, ինչ անհրաժեշտ է, իրականում, գրեթե կայուն բեռի լարում է: Սա կոչ է անում համակարգեր, որտեղ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը շատ ավելի ցածր է, քան բեռի դիմադրությունը: Պատկերացրեք 10 ԳՎտ հզորությամբ էլեկտրակայան, որը գործում է էլեկտրաէներգիայի առավելագույն փոխանցման մոտ կամ մոտ: Սա կնշանակեր, որ գործարանի արտադրած էներգիայի կեսը կթափանցվի փոխանցման գծերում և գեներատորներում (ինչը, հավանաբար, կվերանա): Դա նաև կհանգեցնի բեռի լարման, որը պատահականորեն կտատանվի անվանական արժեքի 100% և 200% -ի սահմաններում, քանի որ սպառողի էներգիայի օգտագործումը տարբեր էր:

Էլեկտրաէներգիայի փոխանցման առավելագույն թեորեմի կիրառումը պատկերացնելու համար եկեք գտնենք ռեզիստորի R- ի օպտիմալ արժեքը_L ստորեւ միացանկում առավելագույն ուժ ստանալու համար:

Մենք ստանում ենք առավելագույն ուժ, եթե R- ը_L= R₁, այնպես որ Ռ_L = 1 kohm. Առավելագույն ուժը `

Նմանատիպ խնդիր է, բայց ներկա աղբյուրի հետ.

Գտնել ռեզիստորի R- ի առավելագույն ուժը_L .

Մենք ստանում ենք առավելագույն ուժ, եթե R- ը_L = R₁ = 8 օհմ. Առավելագույն ուժը `

Հետեւյալ խնդիրը ավելի բարդ է, ուստի առաջին հերթին մենք պետք է նվազեցնենք այն ավելի պարզ դաշինք:

Գտնել R_I հասնելու առավելագույն էներգիայի փոխանցում, եւ հաշվարկել այս առավելագույն ուժը:

Վերջապես առավելագույն ուժը `

Մենք կարող ենք նաեւ լուծել այս խնդիրը, օգտագործելով TINA- ի առավել հետաքրքիր առանձնահատկություններից մեկը Օպտիմալացում վերլուծության ռեժիմ:

Օպտիմիզացիա ստեղծելու համար օգտագործեք «Վերլուծության» ընտրացանկը կամ էկրանի վերևի աջ սրբապատկերները և ընտրեք «Օպտիմիզացման նպատակ»: Կտտացրեք Էլեկտրաէներգիայի հաշվիչը `բացելու իր երկխոսության տուփը և ընտրեք առավելագույնը: Հաջորդը, ընտրեք Control Object, կտտացրեք R- ին_I, և սահմանել այն սահմանները, որոնց շրջանակներում պետք է որոնել օպտիմալ արժեքը:

TINA v6- ում և վերևում օպտիմիզացումն իրականացնելու համար պարզապես Անալիզի մենյուից օգտագործեք «Analysis / Optimization / DC Optimization» հրամանը:

TINA- ի հին տարբերակներում դուք կարող եք սահմանել այս ռեժիմը ցանկից, Վերլուծություն / ռեժիմ / օպտիմիզացում, ապա իրականացնել DC վերլուծություն:

Վերը նշված խնդիրը Optimization- ից հետո, հետեւյալ էկրանը հայտնվում է.

Օպտիմալացումից հետո RI- ի արժեքն ավտոմատ կերպով թարմացվում է գտնված արժեքին: Եթե ​​մենք հաջորդ անգամ գործադրենք ինտերակտիվ DC վերլուծություն, սեղմելով DC կոճակը, առավելագույն հզորությունը ցուցադրվում է, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ նկարում: