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エンジニアリングでは、最大電力を特定の電源から負荷に転送する回路を設計するよう求められることがあります。 最大電力伝達定理によれば、負荷は、抵抗（RL）は内部抵抗（RI）ソースの。 ソース回路がすでにテブナンまたはノートンの等価回路（内部抵抗を持つ電圧または電流源）の形式である場合、解決策は簡単です。 回路がテブナンまたはノートンの等価回路の形式でない場合は、最初に テブナン or ノートンの定理 等価回路を得るために。
これが最大電力伝送の手配方法です。
1 内部抵抗Rを求めるI。 これは、ソースのXNUMXつの負荷端子を振り返って見た抵抗です 無負荷時。 で示したように テブナンの定理 & ノートンの定理 の章では、最も簡単な方法は、電圧源を短絡で、電流源を開回路で置き換えてから、2つの負荷端子間の総抵抗を求めることです。
2 開回路電圧を求めます（UT）または短絡電流（IN負荷が接続されていない状態で、2つの負荷端子間のソースの）。
Rが見つかったらI, 私達は最適負荷抵抗を知っています
(Rしゃべる = RI） 最後に、最大電力を見つけることができます
最大電力に加えて、もう1つ重要な量を知りたいと思うかもしれません。 効率。 効率は、ソースが供給する総電力に対する負荷が受け取る電力の比率によって定義されます。 テブナン等価物について：
ノートン版の場合：
TINAのインタプリタを使うと、描くのは簡単です。 P、P / Pマックス, h の関数として RL。 次のグラフは P / Pmax、電源オン RL 最大電力で割った値 Pマックスの関数として RL （内部抵抗Rの回路用I= 50）。
それでは効率を見てみましょう h の関数として RL.
上の図を描くための回路とTINAインタープリタープログラムを以下に示します。 TINAのダイアグラムウィンドウの編集ツールも使用して、テキストと点線を追加していることに注意してください。
それでは効率を調べてみましょう（h）最大電力伝送の場合、 RL = RTh。
効率は：
パーセンテージで指定すると50％に過ぎません。 これは、アンプ、ラジオ受信機、送信機などの電子機器および電気通信の一部のアプリケーションでは許容できます。ただし、50％の効率は、バッテリー、電源、および発電所では許容できません。
最大の電力伝達を達成するために負荷を配置することの別の望ましくない結果は、内部抵抗での50％の電圧降下です。 電源電圧の50％の低下は、実際の問題になる可能性があります。 実際に必要なのは、ほぼ一定の負荷電圧です。 これには、信号源の内部抵抗が負荷抵抗よりもはるかに低いシステムが必要です。 最大電力伝送で、またはその近くで運転している10 GWの発電所を想像してみてください。 これは、プラントによって生成されたエネルギーの半分が、送電線と発電機（おそらく焼損する）で消費されることを意味します。 また、消費電力の変化に伴い、公称値の100％から200％の間でランダムに変動する負荷電圧が発生します。
最大電力伝達定理の適用を説明するために、抵抗器Rの最適値を見つけましょうL 下の回路で最大電力を受け取るため。
Rであれば最大電力が得られますL= R1だから、RL = 1 kohm。 最大パワー：
R1:=RXNUMX;
Pmax:=sqr(Vs)/4/Rl;
Rl=[1k]
Pmax = [6.25m]
R1=RXNUMX
Pmax=Vs**2/4/Rl
print(“Rl= %.3f”%Rl)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
同様の問題ですが、現在の情報源については、
抵抗Rの最大電力を求めますL .
Rであれば最大電力が得られますL = R1 = 8オーム。 最大パワー：
R1:=RXNUMX;
Rl=[8]
Pmax:=sqr(IS)/4*R1;
Pmax=[8]
R1=RXNUMX
print(“Rl= %.3f”%Rl)
Pmax=IS**2/4*R1
print(“Pmax= %.3f”%Pmax)
次の問題はもっと複雑なので、最初にもっと単純な回路に減らさなければなりません。
Rを探すI 最大電力伝達を達成し、この最大電力を計算する。
まずTINAを使ってノートン版を探します。
最後に最大電力：
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：＝ ＲＸＮＵＭＸ ＋返答（ＲＸＮＵＭＸ、（ＲＸＮＵＭＸ ＋返答（Ｒ、ＲＸＮＵＭＸ）））。
Ｐｍａｘ：＝ ｓｑｒ（ＩＮ）／ ＸＮＵＭＸ ＊ ＲＮ。
IN = [250u]
RN = [80k]
Pmax = [1.25m]
リプラス= ラムダ 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+リプラス(R2,R1+リプラス(R,R4))
Pmax=IN**2/4*RN
print(“IN= %.5f”%IN)
print(“RN= %.5f”%RN)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
TINAの最も興味深い機能の1つを使ってこの問題を解決することもできます。 最適化 分析モード
最適化を設定するには、[分析]メニューまたは画面右上のアイコンを使用して、[最適化ターゲット]を選択します。 パワーメーターをクリックしてダイアログボックスを開き、[最大]を選択します。 次に、コントロールオブジェクトを選択し、Rをクリックします。I, そして、最適値を検索する範囲を設定します。
TINA v6以降で最適化を実行するには、AnalysisメニューのAnalysis / Optimization / DC Optimizationコマンドを使用します。
TINAの古いバージョンでは、メニューからこのモードを設定できます。 解析/モード/最適化その後、DC解析を実行します。
上記の問題に対して最適化を実行すると、次の画面が表示されます。
最適化後、RIの値は検出された値に自動的に更新されます。 次に、DCボタンを押してインタラクティブなDC分析を実行すると、次の図に示すように最大電力が表示されます。
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