MAKSIMALUS GALIOS PERDAVIMO TEORIJA

Spustelėkite arba Bakstelėkite toliau pateikiamas pavyzdžių grandines, kad galėtumėte naudoti TINACloud ir pasirinkti interaktyvųjį DC režimą, kad juos analizuotumėte internete.
Gaukite prieinamą prieigą prie „TINACloud“, kad galėtumėte redaguoti pavyzdžius arba sukurti savo grandines

Kartais inžinerijoje mūsų prašoma suprojektuoti grandinę, kuri iš nurodyto šaltinio perduos maksimalią galią apkrovai. Pagal maksimalią galios perdavimo teoremą, apkrova gauna didžiausią galią iš šaltinio, kai jos varža (R_L) yra lygus vidiniam pasipriešinimui (R_I) šaltinio. Jei šaltinio grandinė jau yra „Thevenin“ ar „Norton“ lygiavertė grandinė (įtampos ar srovės šaltinis su vidine varža), sprendimas yra paprastas. Jei grandinė nėra „Thevenin“ ar „Norton“ lygiavertė grandinė, pirmiausia turime naudoti Thevenin's or Nortono teorema gauti lygiavertę grandinę.

Štai kaip susitarti dėl didžiausio galios perdavimo.

1. Raskite vidinę varžą, R_I. Tai yra pasipriešinimas, kurį randa žvelgdamas į du šaltinio apkrovos gnybtus be apkrovos. Kaip mes parodėme Thevenin teorema ir Nortono teorema skyriuose, paprasčiausias būdas yra pakeisti įtampos šaltinius trumpais jungimais ir srovės šaltiniais atviromis grandinėmis, tada rasti bendrą pasipriešinimą tarp dviejų apkrovos terminalų.

2. Raskite atvirosios grandinės įtampą (U_T) arba trumpojo jungimo srovė (I_N) šaltinio tarp dviejų apkrovos gnybtų, be apkrovos.

Kai radome R_I, mes žinome optimalų atsparumą apkrovai
(R_Lopt = R_I). Galiausiai galima rasti maksimalią galią

Be maksimalios galios, galbūt norime sužinoti kitą svarbų kiekį: efektyvumas. Efektyvumas apibūdinamas pagal apkrovos gaunamos galios ir visos šaltinio tiekiamos galios santykį. „Thevenin“ atitikmeniui:

ir „Norton“ ekvivalentui:

Naudojant TINA interpretatorių, jį lengva padaryti P, P / P_daugiausiair h kaip R_L. Kitas grafikas rodo P / Pmax, įjunkite R_L padalintas iš didžiausios galios, P_daugiausia, kaip R_L (grandinei su vidine varža R_I= 50).

Dabar pažiūrėkime efektyvumą h kaip R_L.

Aukščiau pavaizduotų schemų schema ir TINA vertėjo programa parodyta žemiau. Atminkite, kad teksto ir punktyrinės linijos pridėjimui mes taip pat naudojome TINA Diagramos lango redagavimo įrankius.

Dabar ištirsime efektyvumą (h) didžiausio galios perdavimo atveju, kur R_L = R_Th.

Efektyvumas yra:

kuris procentine išraiška sudaro tik 50%. Tai priimtina kai kurioms elektronikos ir telekomunikacijų programoms, tokioms kaip stiprintuvai, radijo imtuvai ar siųstuvai. Tačiau 50% efektyvumas nepriimtinas baterijoms, maitinimo šaltiniams ir tikrai ne elektrinėms.

Kita nepageidaujama apkrovos išdėstymo, siekiant maksimalaus galios perdavimo, pasekmė yra 50% vidinės varžos įtampos kritimas. Šaltinio įtampos kritimas 50% gali būti tikra problema. Iš tikrųjų reikia beveik pastovios apkrovos įtampos. Tam reikia sistemų, kuriose šaltinio vidinė varža yra daug mažesnė už atsparumą apkrovai. Įsivaizduokite 10 GW jėgainę, veikiančią esant maksimaliai energijos perdavimui. Tai reikštų, kad pusė augalo pagamintos energijos būtų paskirstyta perdavimo linijose ir generatoriuose (kurie greičiausiai sudegtų). Tai taip pat sukeltų apkrovos įtampą, kuri atsitiktinai svyruotų nuo 100% iki 200% nominalios vertės, nes skiriasi vartotojo energijos vartojimas.

Norėdami parodyti maksimalios galios perdavimo teoremos taikymą, suraskime optimalią rezistoriaus R vertę_L gauti maksimalią galią žemiau esančioje grandinėje.

Mes gauname maksimalią galią, jei R_L= R₁, todėl R_L = 1 kohm. Didžiausia galia:

Panaši problema, tačiau esamas šaltinis:

Raskite didžiausią rezistoriaus R galią_L .

Mes gauname maksimalią galią, jei R_L = R₁ = 8 ohm. Didžiausia galia:

Ši problema yra sudėtingesnė, todėl pirmiausia turime ją sumažinti iki paprastesnės grandinės.

R R_I pasiekti didžiausią galios perdavimą ir apskaičiuoti šią didžiausią galią.

Galiausiai didžiausia galia:

Šią problemą taip pat galime išspręsti naudodami vieną iš įdomiausių TINA bruožų Optimizavimas analizės režimu.

Norėdami nustatyti optimizavimą, naudokite analizės meniu arba piktogramas ekrano viršuje, dešinėje, ir pasirinkite Optimization Target. Spustelėkite energijos matuoklį, kad atidarytumėte jo dialogo langą, ir pasirinkite Maksimalus. Tada pasirinkite Valdymo objektas, spustelėkite R_I, ir nustatykite ribas, per kurias turėtų būti ieškoma optimalios vertės.

Norėdami atlikti optimizavimą TINA v6 ir naujesnėse versijose, tiesiog naudokite komandą „Analysis / Optimization / DC Optimization“ iš analizės meniu.

Senesnėse TINA versijose šį režimą galite nustatyti meniu, Analizė / režimas / optimizavimas, tada atlikite DC analizę.

Atidarius šią problemą optimizavimas, pasirodys toks ekranas:

Po optimizavimo RI vertė automatiškai atnaujinama į rastą. Jei kitą kartą atliksime interaktyvią nuolatinės srovės analizę paspausdami DC mygtuką, parodoma maksimali galia, kaip parodyta paveikslėlyje.